Al igual que un mercader de antaño, equilibrando los pesos de dos productos diferentes en una balanza, la naturaleza puede mantener en equilibrio diferentes rasgos genéticos a medida que una especie evoluciona durante millones de años.
Estos rasgos pueden ser beneficiosos (por ejemplo, evitar enfermedades) o dañinos (hacer que los humanos sean más susceptibles a las enfermedades), según el entorno.
La teoría detrás de estas compensaciones evolutivas se llama selección de equilibrio. Un estudio dirigido por la Universidad de Buffalo aceptado el 10 de enero y publicado el 21 de febrero en eLife explora este fenómeno mediante el análisis de miles de genomas humanos modernos junto con grupos de homínidos antiguos, como los genomas de Neanderthal y Denisovan.
La investigación tiene “implicaciones para comprender la diversidad humana, el origen de las enfermedades y las compensaciones biológicas que pueden haber dado forma a nuestra evolución”, dice el biólogo evolutivo Omer Gokcumen, autor correspondiente del estudio.
Gokcumen, PhD, profesor asociado de ciencias biológicas en la Facultad de Artes y Ciencias de la UB, agrega que el estudio muestra que muchas variantes biológicamente relevantes “se han estado segregando entre nuestros ancestros durante cientos de miles, o incluso millones, de años. Estas variaciones antiguas son nuestro legado compartido como especie”.
Los lazos con los neandertales son más fuertes de lo que se pensaba
El trabajo se basa en los descubrimientos genéticos de la última década, incluso cuando los científicos descubrieron que los humanos modernos y los neandertales se cruzaron cuando los primeros humanos se mudaron de África.
También coincide con el crecimiento de las pruebas genéticas personalizadas, con muchas personas que ahora afirman que un pequeño porcentaje de su genoma proviene de los neandertales. Pero, como muestra el estudio de eLife, los humanos comparten mucho más en común con los neandertales de lo que indican esos pequeños porcentajes.
Este intercambio adicional se remonta a un ancestro común de los neandertales y los humanos que vivió hace unos 700.000 años. Este ancestro común legó a los neandertales y a los humanos modernos un legado compartido en forma de variación genética.
El equipo de investigación exploró este antiguo legado genético, centrándose en un tipo particular de variación genética: las deleciones.
Gokcumen dice que las “eliminaciones son extrañas porque afectan grandes segmentos. A algunos de nosotros nos faltan grandes porciones de nuestro genoma. Estas eliminaciones deberían tener efectos negativos y, como resultado, ser eliminadas de la población por selección natural. Sin embargo, observamos que algunas eliminaciones son más antiguas que los humanos modernos, y datan de hace millones de años”.
Variaciones genéticas transmitidas durante millones de años.
Los investigadores utilizaron modelos computacionales para mostrar un exceso de estas antiguas eliminaciones, algunas de las cuales han persistido desde que nuestros antepasados aprendieron por primera vez a fabricar herramientas, hace unos 2,6 millones de años. Además, los modelos encontraron que la selección de equilibrio puede explicar este exceso de eliminaciones antiguas.
“Nuestro estudio contribuye al creciente cuerpo de evidencia que sugiere que la selección equilibrada puede ser una fuerza importante en la evolución de la variación genómica entre los humanos”, dice el primer autor Alber Aqil, candidato a doctorado en ciencias biológicas en el laboratorio de Gokcumen.
Los investigadores encontraron que es más probable que las deleciones que datan de hace millones de años desempeñen un papel importante en las condiciones metabólicas y autoinmunes.
De hecho, la persistencia de versiones de genes que causan enfermedades graves en poblaciones humanas ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo, ya que esperan que la selección natural se deshaga de estas versiones de genes. Después de todo, es muy inusual que la variación potencialmente causante de enfermedades persista durante períodos tan largos. Los autores argumentan que la selección equilibrada puede resolver este enigma.
Aqil dice que estas variaciones pueden “proteger contra enfermedades infecciosas, brotes e inanición, que han ocurrido periódicamente a lo largo de la historia humana. Por lo tanto, los hallazgos representan un salto considerable en nuestra comprensión de cómo evolucionan las variaciones genéticas en los humanos. Una variante puede proteger contra un patógeno o el hambre, mientras que también subyace a ciertos trastornos metabólicos o autoinmunes, como la enfermedad de Crohn”.
Otros coautores incluyen a Leo Speidel, PhD, Sir Henry Wellcome Postdoctoral Fellow en el Instituto de Genética del University College London y el Instituto Francis Crick; y Pavlos Pavlidis del Instituto de Ciencias de la Computación, uno de los ocho institutos de la Fundación de Investigación y Tecnología-Hellas en Grecia.
La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias, la Beca Sir Henry Wellcome y el Wellcome Trust.
Fuente:
Referencia de la revista:
Aqil, A., et al. (2023) Selección de equilibrio sobre polimorfismos de deleción genómica en humanos. eLife. doi.org/10.7554/eLife.79111.
