ADN de neandertal y denisovano encontrado cerca de genes autistas en humanos modernos

Una de las preguntas más interesantes de la evolución de los homínidos es exactamente cuánto de nuestros primos desaparecidos permanece en nosotros. Entre el 1 y el 4 por ciento del genoma humano moderno se deriva de los neandertales en todas partes menos en el África subsahariana. Además, se ha demostrado que entre el 4 y el 6 por ciento del genoma melanesio moderno se deriva de una especie separada de homínidos arcaicos, los denisovanos. Ahora, un nuevo artículo centrado en comparar un tipo específico de variación genética ha encontrado evidencia que sugiere que los denisovanos y los neandertales hicieron contribuciones positivas a largo plazo y a gran escala al genoma humano. Nuestra comprensión del impacto de estos cambios es actualmente limitada, pero ocurren en un lugar bastante interesante sitio.

La mayoría de los estudios que comparan diferencias en poblaciones humanas (o diferencias entre homínidos arcaicos y modernos) se centran en variantes adaptativas de un solo nucleótido (SNV). Fue una variación de un solo nucleótido lo que dio a los arcaicos europeos del noroeste la capacidad de digerir la lactosa, y la capacidad de hacerlo es un caso de libro de texto de selección natural humana. La siguiente imagen muestra la prevalencia de la persistencia de la lactasa en adultos como porcentaje de la población total.

Beber leche

Imagen de Joe Roe, Wikipedia



Las variaciones de un solo nucleótido que se encuentran en el genoma del pueblo tibetano están asociadas con una mayor aclimatación a las condiciones de gran altitud. Estos se originaron en el genoma de Denisovan. Si bien la adición de Denisovan ocurrió mucho antes que la adaptación para la digestión de lactasa adulta, ambos se han conservado (lo que significa que han persistido desde la evolución inicial).

Esta nueva investigación no se centra en los SNV. En cambio, analizó el genoma melanesio moderno en busca de signos de variantes del número de copias (CNV). La variación del número de copias se produce cuando el número de copias de un gen completo es diferente entre individuos. La enfermedad de Huntington, por ejemplo, se produce cuando una subsección específica del gen de Huntingtin se repite hasta el punto de provocar una producción de proteínas alterada. Las CNV son mucho más grandes que las SNV y tienden a ejercer una presión selectiva muy fuerte. Cualquier evidencia de conservado Las NVC en la población de Melanesia que podrían rastrearse hasta los genomas de Denisovan o Neandertal serían, por lo tanto, evidencia de que estas variantes conferían beneficios.

Una cosa que debe saber desde el principio es que el impacto de las CNV en el genoma humano es un campo de estudio activo. Históricamente, los SNV han recibido mucha más atención. El descubrimiento de CNV conservados en la población melanesia de los arcaicos denisovanos y neandertales es significativo por derecho propio. Sin embargo, todavía no está claro qué hace exactamente cualquiera de las variaciones. Parte de la dificultad de analizar las CNV es el hecho de que son mucho más grandes que las SNV con una gama mucho más amplia de efectos potenciales.

Contribuciones de Denisovan y Neanderthal

Los investigadores encontraron dos CNV específicas: una asociada con el genoma de Denisovan y otra asociada con los neandertales. El 79 por ciento de los melanesios tiene una duplicación en el cromosoma 16p11.2 de> 383.000 pares de bases (kbp) que se originó en los denisovanos y se introdujo en la población nativa hace 60.000-170.000 años.

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Imagen de Ciencia Mag

La segunda variación fue introducida por los neandertales y es portada por un 44 por ciento de los melanesios modernos. Se encuentra en el cromosoma 8p21.3 y consta de una deleción de ~ 6 kpb y una duplicación de ~ 38 kbp.

Lo que es particularmente interesante sobre la adición de Denisovan al genoma humano es su ubicación. Según los investigadores, el área específica de 16p11.2 que identificaron como de origen denisovano es parte de un locus que “exhibe un enriquecimiento de reordenamientos estructurales recurrentes complejos, que predisponen a los humanos a la segunda causa genética más común de autismo, lo que explica ~ 1% de los pacientes '. Para ser más específicos, la CNV de Denisovan está directamente adyacente al área del cromosoma donde se encuentran los genes que se sabe que están asociados con el autismo.

Se sabe que esta sección específica del genoma humano es inestable y propensa a errores de rotura. Investigaciones anteriores sobre 16p11.2 han descubierto que una transposición duplicada anterior del gen BOLA2 hace unos 282.000 años 'aumentó simultáneamente el número de copias de un gen asociado con la homeostasis del hierro y predispuso a nuestra especie a reordenamientos recurrentes asociados con la enfermedad'.

El hecho de que la contribución de Denisovan al genoma humano es 1). Enorme 2). Construido en el metafórico pantano de 16p11.2 y 3). Muy conservado sugiere que era importante conservarlo. La CNV de neandertal comprende TNFRSF10D (superfamilia 10D de receptores del factor de necrosis tumoral). Según los investigadores, 'se ha informado que TNFRSF10D es uno de los genes específicos de primates expresados ​​preferentemente en células progenitoras del neocórtex fetal humano'.

¿Qué significa todo?

Respuesta honesta: nadie está seguro. Los investigadores teorizan que estos genes probablemente transmitieron un beneficio evolutivo a los melanesios, probablemente uno relacionado con sus vidas en un ambiente tropical aislado.

“Nuestros resultados sugieren colectivamente que las CNV grandes que se originan en homínidos arcaicos e introgresaron en los humanos modernos han jugado un papel importante en la adaptación de la población local y representan una fuente de variación genética a gran escala insuficientemente estudiada”, escribieron los autores del estudio.

Los problemas con el análisis de la CNV han dificultado su aplicación hasta ahora. La aplicación de estas técnicas sugiere que es posible que se utilicen más ampliamente en el futuro, pero la novedad del enfoque significa que estaremos averiguando cuáles son estas variaciones hacer durante bastante tiempo.

Escrito con la ayuda de Jessica Hall. La imagen destacada es una comparación de los primerosHomo sapiens con Homo neanderthalensis.Crédito: Wikipedia

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