Secuencia del genoma del neandertal se publica en Science

Antropología. Resultados revelan diferencias genéticas entre neandertales y humanos modernos y sugieren cierto entrecruzamiento.

Un equipo internacional de investigación ha secuenciado el genoma del Hombre de Neandertal, utilizando muestras de polvo de hueso del tamaño de una píldora provenientes de tres huesos de Neandertal hallados en una cueva en Croacia. Los resultados aparecen en el ejemplar del 7 de mayo de la revista Science, la cual es publicada por la sociedad científica no lucrativa, AAAS.

Los investigadores, encabezados por Svante Pääbo del Instituto Max-Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania, compararon el genoma del Neandertal con los genomas de cinco humanos de la época moderna, de diferentes partes del mundo. Los resultados revelan una variedad de genes que son únicos a los humanos, incluyendo un puñado que se propagaron rápidamente entre nuestra especie después de que los humanos y Neandertales se separaron de un ancestro común. Estos hallazgos ofrecen así una lista preliminar de regiones genómicas y genes que pueden ser claves para nuestra identidad humana.

Los científicos también descubrieron que los humanos modernos y los Neandertales muy probablemente se entremezclaron, en pequeña medida, probablemente conforme los humanos modernos se encontraron con Neandertales en el Medio Oriente, tras salir de África.

“Tener una primera versión del genoma del Neandertal hace realidad un sueño de hace mucho tiempo. Por primera vez podemos ahora identificar características genéticas que nos diferencian del resto de los organismos, incluyendo nuestros parientes evolutivos más cercanos”, dijo Pääbo.

“Tenemos tantas interrogantes sobre los Neandertales, una no menor es, ¿qué tanto eran como nosotros? El genoma del Neandertal promete ser una fuente de información fructífera sobre los eventos evolutivos que produjeron a los humanos modernos y Neandertales”, dijo Andrew Sugden, editor editorial internacional y subdirector de Science.*

Los Neandertales son unos de nuestros parientes evolutivos más cercanos. Primero aparecieron hace alrededor de 400,000 años, se extendieron a lo largo de Europa y Asia Occidental, y se extinguieron hace aproximadamente 30,000 años.

La versión de la secuencia del genoma del Neandertal que está siendo reportada en Science representa alrededor del 60 por ciento del genoma completo. El material genético que fue secuenciado provino de huesos individuales de tres individuos Neandertales.

El esfuerzo de secuenciación involucró varios pasos para lidiar con los desafíos de secuenciar ADN antiguo. Los investigadores removieron tan poco material como fue posible de los huesos, utilizando un delicado taladro de dentista para no dañar a los fósiles, y llevaron a cabo su investigación de laboratorio utilizando condiciones de “cuarto limpio” estéril, para evitar contaminar el material con ADN de humanos y otros organismos de hoy en día. También eliminaron el muy abundante ADN microbiano que había colonizado los huesos desde que murieron los individuos.

Los humanos modernos y los Neandertales están tan cercanamente emparentados que una comparación de sus genomas debe tomar en cuenta el hecho de que para cualquier parte particular del genoma, un solo humano moderno y un solo Neandertal pueden ser más similares uno al otro que lo que serían dos humanos modernos.

La mayor parte de lo que sabemos sobre variación genética entre humanos actualmente está basado en poblaciones europeas. En busca de un retrato más amplio, Pääbo y sus colegas secuenciaron los genomas de cinco humanos de hoy en día de África del Sur, África Occidental, Papúa Nueva Guinea, China y Francia y compararon el genoma del Neandertal con los genomas de estos individuos.

La secuencia del genoma del Neandertal probó ser ligeramente más similar a la de los no africanos. Más específicamente, en cualquier punto elegido al azar en el genoma, en donde la secuencia de dos de los humanos de hoy en día difirió, había una oportunidad ligeramente más alta de que el genoma del Neandertal correspondiera al del individuo no africano que al del africano.

Aunque otras explicaciones son posibles, uno de los escenarios más simples es que los humanos primitivos se entremezclaron con Neandertales en el Medio Oriente, tras dejar África y antes de extenderse hacia Eurasia.

Aproximadamente de 1 a 4 por ciento del genoma del humano moderno parece ser de los Neandertales, estiman los autores. Los modelos de población sugieren que cuando una población colonizadora se topa con una población residente, aún una pequeña cantidad de entremezcla puede ser ampliamente reflejada en el genoma de las poblaciones colonizadoras, si esa población se expande entonces de manera significativa. De este modo, el porcentaje relativamente bajo de ADN de Neandertal en el genoma del humano moderno podría sugerir que el entrecruzamiento fue de hecho bastante limitado.

Las comparaciones entre el Neandertal y los humanos modernos también produjeron varios otros resultados que pueden ser ultimadamente más importantes que el descubrimiento de la mezcla cuando viene a proporcionarnos un mejor entendimiento de nosotros mismos.

“Es genial saber que algunos de nosotros tenemos un poco de ADN del Neandertal en nosotros, pero, para mí, la oportunidad de buscar evidencia de selección positiva que ocurrió poco después de que las dos especies se separaron es probablemente el aspecto más fascinante de este proyecto,“ dijo Pääbo.

Su equipo concibió un método para buscar regiones del genoma del humano moderno en donde nuevos genes se habían propagado a través de la población desde que las dos especies divergieron. Estos genes probablemente han, de algún modo, mejorado las probabilidades de los humanos antiguos de supervivencia o reproducción.

Los investigadores evaluaron los genomas de cinco humanos de la época moderna de alrededor del mundo para buscar lar regiones genómicas con variaciones secuenciales que ocurren frecuentemente en humanos pero no en Neandertales. Ellos descubrieron 212 regiones con dicha variación. Entre las 20 regiones con la evidencia más fuerte de selección positiva fueron tres genes, que cuando mutados, afectan el desarrollo mental y cognitivo. Estos genes han estado implicados en síndrome de Down, esquizofrenia y autismo

Otras regiones en esta lista de 20 incluyeron un gen involucrado en metabolismo de energía, y otro que afecta el desarrollo del esqueleto craneal, la clavícula y la caja torácica.

Los investigadores también usaron el genoma del Neandertal para producir la primera versión de un catálogo de características genéticas que existen en todos los humanos pero que no se encuentran en Neandertales o simios. Este catálogo será valioso para los científicos que estudian qué es lo que separa a los humanos de otros organismos.

En un artículo acompañante apareciendo en el mismo ejemplar de la revista, otro equipo de investigación con varios de los mismos autores y también encabezado por Pääbo presenta una nueva técnica para secuenciar regiones selectas del genoma del Neandertal de restos del Neandertal especialmente degradados. Utilizando un enfoque de “captura de secuencia blanco”, los autores intensificaron su enfoque en las regiones codificadoras de proteínas con varias partes del genoma de otro individuo Neandertal de España.

Ellos identificaron 88 substituciones de aminoácidos que se han vuelto fijos en los humanos desde su divergencia con los profesores. Más investigación será necesaria para determinar cómo estos cambios pueden haber afectado la biología humana.

Una presentación en línea destacando al genoma del Neandertal, incluyendo entrevistas de video, texto explicativo, e imágenes estará disponible el 7 de mayo en http://www.sciencemag.org.