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Utilizamos la huella de la selección natural en nuestro genoma para identificar adaptaciones genéticas humanas

Posteado por Obra Social el 11/10/2017 en | 0 comentarios

Jaume Bertranpetit en el BDebate sobre selección natural en humanos. Fotografía de Jordi Cabanes, Biocat

Post de Jaume Bertranpetit, catedrático de Biología en la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y fundador de la Unidad de Biología Evolutiva del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud de la UPF.

Gracias a los recientes avances de la genómica y la bioinformática, tenemos a nuestra disposición los genomas de miles de individuos de diferentes poblaciones humanas y las herramientas bioinformáticas necesarias para su análisis. Desde la biología evolutiva intentamos entender las bases genéticas tanto de aquellos rasgos distintivos que nos hacen humanos o distinguen como especie, mediante la comparación con el genoma de otros primates no humanos, como de aquellas adaptaciones humanas específicas de determinadas regiones geográficas. En ambos casos, empleamos datos genómicos para identificar primero la huella de la selección natural así como qué variantes genéticas han sido seleccionadas en cada caso. Mediante esta sencilla aproximación, sin ninguna hipótesis o conocimiento fisiológico o funcional previo, los llamados scans de selección positiva (o adaptativa) nos permiten identificar aquellas variantes genéticas que han sido seleccionadas y fijadas en determinadas poblaciones humanas o en el conjunto de la especie humana por el hecho de conferir mayor eficacia biológica a sus portadores.

Entre los caracteres adaptativos más vistosos descritos en humanos, encontramos los ejemplos de la persistencia de la lactasa (rasgo exclusivo humano que permite la digestión de la leche durante la edad adulta y que se ha seleccionado de forma paralela solo en Europa y en diferentes poblaciones de África que tradicionalmente consumen productos lácteos), el color de la piel clara al pasar los humanos a habitar regiones con menor irradiación respecto a los trópicos (y por lo que encontramos diferentes variantes seleccionadas de manera específica en poblaciones europeas o asiáticas), la resistencia genética a distintos agentes infecciosos (como la malaria en África o la peste negra en Europa donde las mismas variantes a veces pueden determinar la presencia de ciertas anemias o susceptibilidades a enfermedades autoinmunes, respectivamente), así como las diversas adaptaciones genéticas a la elevada altura descritas en las poblaciones autóctonas de los Andes, el Himalaya o los altiplanos en Etiopía. Curiosamente, algunas de estas variantes adaptativas no se han generado por mutación en el genoma humano sino que las hemos obtenido mediante entrecruzamientos que tuvieron lugar en el pasado con otras especies actualmente extinguidas como los denisovanos y los neandertales. Por ejemplo, se ha demostrado que la introgresión de un haplotipo denisovano del gen EPAS1 confiere adaptación a la altura a los tibetanos. Asimismo, una de las huellas más fuertes de la selección natural en las poblaciones europeas se encuentra en una región del cromosoma 4 portadora de tres genes de inmunidad innata esenciales para la respuesta inmune, TLR1, TLR6 y TLR10, la cual habría sido introgresada múltiples veces a partir de cruces con neandertales y denisovanos. En este caso, además, los diferentes haplotipos arcaicos seleccionados han podido asociarse a una mayor resistencia a distintas infecciones microbianas.

Por último, conviene resaltar que el estudio de las adaptaciones genéticas humanas no solo nos permite entender cómo sobrevivimos como especie en el pasado, sino que muchas veces permite identificar variantes genéticas de susceptibilidad a muchas de las enfermedades comunes que actualmente observamos en las poblaciones humanas modernas. En este sentido, son numerosos los ejemplos de variantes que han sido seleccionadas para protegernos más eficazmente contra varios agentes infecciosos pero que en la actualidad, y en parte por las condiciones más higiénicas en que vivimos, quizá también determinan una mayor predisposición a las enfermedades autoinmunes al conferir más sensibilidad a la respuesta inmune.

De todos estos temas hablamos en el B-Debate Natural Selection in Humans - Understanding our Adaptations (Sección natural en humanos. Entendiendo nuestras adaptaciones), una iniciativa de Biocat y la Fundación Bancaria "la Caixa", con el Instituto de Biología Evolutiva (IBE), un instituto de investigación conjunto del CSIC y la Universidad Pompeu Fabra (UPF). En este foro interdisciplinario participaron investigadores internacionales de las áreas de la biología evolutiva, la genética, la computación, la biología y la genómica, pero también de los campos de la inmunología, la biología molecular y la biología celular, y se proporcionaron directrices sobre cómo manejar e interpretar la gran cantidad de información genómica para reconstruir la evolución humana y comprender las especificidades de nuestra especie y de las diversas poblaciones.

Más información

B-Debate: Natural Selection in Humans: Understanding our Adaptations

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Archivo: 2017 2017 » Octubre

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