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El genoma de los Neandertales confirma que se cruzaron con los humanos modernos

  • VÍDEO: Escenario evolutivo de la interacción de humanos modernos y Neandertales (CSIC)

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Sorpresa: la secuencia publicada hoy jueves en Science del genoma completo de nuestros primos Neandertales confirma que hubo hibridación entre esta rama de la Humanidad desaparecida hace 25.000 años y nosotros.

Lo sorprendente es que esta mezcla genética es extremadamente pequeña, limitada a algunas regiones, y bastante antigua.

Esta mezcla genética es pequeña, limitada a algunas regiones

Raro hubiese sido que dos ramas de una de las especies más promiscuas del reino animal (con permiso de los Bonobos) hubieran convivido más de 50.000 años en Oriente Medio sin mayor intercambio genético.

Respecto a las hibridaciones entre los Neandertales y nuestros ancestros, los datos son consistentes con un pequeño flujo génico desde los Neandertales hacia los antepasados de la humanidad, pero sólo fuera de África.

En el periodo de casi 50.000 años en el que ambas poblaciones coexistieron en la región que hoy llamamos Oriente Medio hubo con toda probabilidad más que palabras entre los dos grupos.

Sorprendentemente, la mezcla sería muy escasa, de un máximo del 4%, y consistiría en un flujo genético desde los Neandertales hacia nosotros. Lo cual es compatible con unos pocos episodios de hibridación en una población moderna muy reducida que más tarde se iba a extender por toda Asia y Europa, llevando consigo esos pocos genes Neandertales. Existe incluso una explicación alternativa para las semejanzas detectadas hasta ahora, relacionada con subdivisiones internas en las poblaciones africanas. En todo caso la hibridación, de producirse, fue escasa.

Además de esta inapreciable joya del paleocotilleo, el ADN neandertal proporciona una serie de interesantes datos sobre aquello que nos hace específicamente distintos de ellos, es decir, humanos.

El análisis nos ayudará a encontrar el origen de nuestra morfología

Así, el análisis de diferencias en genes concretos nos van a ayudar a encontrar el origen de nuestra morfología craneal y esquelética, así como detalles de nuestra inteligencia.

Toda una hazaña tecnológica

La secuencia del genoma neandertal es una hazaña tecnológica, y un heraldo del nuevo enfoque que está aplicándose a ciencias como la biología gracias a los ordenadores.

Extraer, depurar y secuenciar 4.000 millones de nucleótidos de ADN de fragmentos de hueso que llevan enterrados casi 40.000 años es una tarea muy complicada, empezando por el hecho de que más del 90% del ADN encontrado no es humano, sino que pertenece a bacterias que vivieron en los restos después de la muerte.

El genoma original, además, se degrada con el tiempo, fragmentándose y modificándose químicamente. El equipo firmante del artículo de Science lleva 20 años mejorando las técnicas de recuperación y secuenciación de ADN antiguo.

En esta ocasión las han aplicado a tres fragmentos óseos de Neandertales hallados en la cueva croata de Vindija procedentes de niveles datados entre 36.000 y 40.000 años de antigüedad.

La única forma de trabajar con estos fósiles químicos es amplificarlos mediante la técnica conocida como PCR, lo cual añade otra dificultad, que es la contaminación: la más mínima incorporación de ADN moderno es también amplificada.

Como el genoma Neandertal y el nuestro es muy similar (era nuestro más próximo pariente), detectar y corregir esa contaminación para que no modifique los resultados es muy complicado. Las muestras se toman del interior de fragmentos de hueso, se trabajan en una 'Sala Blanca' en extremas condiciones de limpieza y los fragmentos genéticos se marcan para poder detectar cualquier contaminación.

Luego se someten a técnicas de secuenciación de alta capacidad. El resultado son enormes cantidades de secuencias genéticas, que después hay que estudiar.

Primero hay que eliminar los genomas bacterianos conocidos

El primer paso es compararlas con los genomas bacterianos conocidos, para eliminar todo lo que proviene de microbios. Luego se van buscando secuencias humanas que solapan, para ir construyendo el genoma completo.

Con una serie de comparaciones con secuencias actuales y con ADN mitocondrial neandertal se calcula el porcentaje de contaminación máximo, que en este caso está entre el 1 y el 4%. Todas estas operaciones se realizan mediante complejos programas informáticos que analizan estadísticamente las ingentes cantidades de datos que salen de las máquinas de secuenciación. Sin los avances en bioinformática de los últimos años, todo este tipo de análisis resultaría imposible.

Cuando la secuencia está depurada pueden comenzar los análisis comparados, que son los que dan respuestas. En diferentes fases se utiliza la secuencia tipo del chimpancé, la humana genérica y secuencias particulares de diferentes grupos humanos actuales.

Objetivo: encontrar las diferencias

Asimismo se han incorporado secuencias parciales de restos Neandertales de España (Cueva de El Sidrón, en Asturias, donde trabaja un equipo español del CSIC), el Valle de Neander (Alemania, el Neandertal original) y de la cueva de Mezmaiskaya (Rusia), con dataciones más antiguas y más modernas que Vindija. El objetivo es detectar dónde están las diferencias entre los Neandertales y nosotros, cuándo han surgido y a qué afectan.

Así se obtienen varias conclusiones, como que los Neandertales son un grupo muy homogéneo en lo geográfico y en el tiempo. También que las diferencias entre ellos y nosotros se concentran en menos de 80 genes. Pero algunos de esos genes parecen tener mucha importancia, como los llamados SPAG15 y SPAG17, relacionados con la motilidad del esperma. O el RPTN, que codifica una proteína de la piel.

Otros genes importantes donde aparecen diferencias actúan en el cerebro, como DYRK1A, asociado al Síndrome de Down; NRG3, algunos de cuyos alelos se vinculan con la esquizofrenia, o CADPS2 y AUTS2, que se han relacionado con el autismo.

El gen RUNX2 (CBFA1) también es diferente; su mutación provoca la Displasia Cleidocraneal, una enfermedad congénita cuyos síntomas recuerdan a algunas características morfológicas de los Neandertales.

Todos estos genes muestran evidencias de selección después de la separación entre los dos grupos, y por tanto indican puntos clave de nuestra propia evolución.

Una vez más, la aplicación de técnicas avanzadas en el campo de la bioquímica, la biología molecular y la bioinformática demuestran que incluso los viejos huesos de los viejos yacimientos pueden proporcionarnos nueva información.

Las nuevas herramientas permiten exprimir conclusiones valiosas a partir de enormes cantidades de datos parciales, siempre que se aplique mucho ingenio y gran cantidad de trabajo.

El genoma neandertal quedará como uno de los grandes triunfos de este nuevo enfoque de la ciencia, y uno de los más útiles. Porque cuanto más conozcamos los parecidos y diferencias con nuestros parientes más cercanos, mejor nos conoceremos a nosotros mismos. Bueno es saber que los Neandertales sobreviven hasta hoy, al menos un poco, dentro de nosotros.

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