El último neandertal murió hace 40,000 años, pero gran parte de su genoma vive, en pedazos, a través de los humanos modernos. El impacto de la contribución genética de los neandertales ha sido incierto: ¿Estos fragmentos afectan la función de nuestro genoma, o son solopasajeros silenciosos a lo largo del viaje? Celda el 23 de febrero, los investigadores informan evidencia de que las secuencias de ADN de Neanderthal aún influyen en cómo los genes se activan o desactivan en los humanos modernos. Los efectos de los genes de Neanderthal en la expresión de genes probablemente contribuyan a rasgos como la altura y la susceptibilidad a la esquizofrenia o el lupus, encontraron los investigadores.
"Incluso 50,000 años después del último apareamiento humano-neandertal, todavía podemos ver impactos medibles en la expresión génica", dice el genetista y coautor del estudio Joshua Akey, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington ". Y esas variaciones en la expresión génicacontribuir a la variación fenotípica humana y la susceptibilidad a enfermedades ".
Estudios anteriores han encontrado correlaciones entre los genes de Neanderthal y rasgos como el metabolismo de las grasas, la depresión y el riesgo de lupus. Sin embargo, descubrir el mecanismo detrás de las correlaciones ha resultado difícil. El ADN puede extraerse de los fósiles y secuenciarse, pero el ARN no puede. SinCon esta fuente de información, los científicos no pueden estar seguros exactamente si los genes de Neanderthal funcionaron de manera diferente a sus contrapartes humanas modernas. Sin embargo, pueden buscar la expresión génica en humanos modernos que poseen ascendencia Neanderthal.
En este estudio, los investigadores analizaron secuencias de ARN en un conjunto de datos llamado Proyecto de expresión de tejido genotipo GTEx, buscando personas que portaran versiones humanas neandertales y modernas de cualquier gen dado: una versión de cada padre.gen, los investigadores luego compararon la expresión de los dos alelos cabeza a cabeza en 52 tejidos diferentes.
"Encontramos que en aproximadamente el 25% de todos los sitios que probamos, podemos detectar una diferencia en la expresión entre el alelo Neanderthal y el alelo humano moderno", dice el primer autor del estudio, el investigador postdoctoral UW Rajiv McCoy.
La expresión de los alelos de neandertal tendía a ser especialmente baja en el cerebro y los testículos, lo que sugiere que esos tejidos pueden haber experimentado una evolución más rápida desde que nos separamos de los neandertales hace aproximadamente 700,000 años ". Podemos inferir que quizás las mayores diferencias en la regulación génicaexisten en el cerebro y los testículos entre los humanos modernos y los neandertales ", dice Akey.
Un ejemplo descubierto por este estudio es un alelo neandertal de un gen llamado ADAMTSL3 que disminuye el riesgo de esquizofrenia, al tiempo que también influye en la altura. "El trabajo previo de otros ya había sugerido que este alelo afecta el empalme alternativo. Nuestros resultados apoyan este modelo molecular,mientras que también revela que la mutación causal fue heredada de los neandertales ", dice McCoy. El empalme alternativo se refiere a un proceso en el que los ARNm se modifican antes de que abandonen el núcleo de la célula. Cuando la mutación neandertal está presente, la maquinaria de la célula elimina un segmento del ARNmeso se expresa en la versión humana moderna. La célula termina produciendo una proteína modificada debido a una sola mutación de un ancestro neandertal.
La conexión entre esa proteína modificada, estatura y esquizofrenia aún requiere más investigación, pero es un ejemplo de cómo las pequeñas diferencias entre los humanos modernos y los neandertales pueden contribuir a la variación en las personas.
"La hibridación entre los humanos modernos y los neandertales aumentó la complejidad genómica", explica Akey. "La hibridación no fue solo algo que sucedió hace 50,000 años por lo que ya no tenemos que preocuparnos. Esos pequeños pedazos, nuestras reliquias neandertales,están influyendo en la expresión génica de manera generalizada e importante "
Los próximos pasos pueden incluir investigar si los denisovanos, otra especie de homininas que se cruzan con los humanos modernos, están contribuyendo a la expresión génica, así como a aplicar el método de análisis de expresión lado a lado de manera más amplia. Para este estudio, McCoyy sus colegas tuvieron que desarrollar un nuevo enfoque estadístico para examinar la inmensa cantidad de datos de ARN, pero la misma técnica podría usarse para comparar las diferencias de expresión génica entre los alelos humanos modernos.
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