Artigo traducido por un sistema de tradución automática. Máis información aquí.

Os xenes e a evolución humana

Os expertos pregúntanse si a selección natural segue actuando sobre a especie humana, ou se "a supervivencia do máis forte" xa non vale no século XXI
Por Mónica G. Salomone 17 de Marzo de 2008
Img gencolores listado
Imagen: NHGRI

Un grupo de investigadores do Instituto Pasteur, en París, liderados polo español Lluís Quintana Murci, buscaron por primeira vez respostas á evolución comparando xenomas enteiros de distintas poboacións humanas. A súa conclusión é que a selección natural segue moi vixente e, de feito, determinou moitos dos trazos externos, como a cor de pelo e pel, e internos, como a susceptibilidad a diversas enfermidades, que nos definen. O traballo será útil non só paira saciar a curiosidade, senón tamén paira axudar a identificar xenes implicados en distintas enfermidades.

Cambios sutís

Desde que os humanos europeos e africanos separáronse, fai uns 60.000 anos, os cambios sufridos polo ‘Homo sapiens’ foron sutís, pero os houbo e probablemente ségueos habendo. Son cambios legibles no ADN. Dúas persoas calquera comparten o 99,9% do seu xenoma, pero os genetistas de poboacións aseguran que no 0,1% restante están gravados os trazos de cada poboación, reflexo á súa vez das migracións e a exposición a un ambiente distinto.

Por exemplo, tras a última glaciación, fai 14.000 anos, houbo un quecemento global que elevou as temperaturas até case os valores actuais. Máis tarde, fai entre 12.000 e 10.000 anos, produciuse a transición das sociedades cazadoras-recolectoras ás agrícolas, o que trouxo un gran aumento na densidade de poboación, máis contacto con animais de granxa e, en consecuencia, máis infeccións e epidemias. Cada un destes cambios debeu de exercer presións selectivas poderosas sobre os individuos, favorecendo os trazos xenéticos que daban vantaxes na nova contorna e á inversa, seleccionando negativamente os que supuñan una desvantaxe.

Que un importante xene do cerebro siga evolucionando nos humanos modernos é un indicio en favor da plasticidad evolutiva

Algúns deses signos recentes da evolución humana desveláronse nos últimos anos. Xa en 2002, Eric Lander, do Harvard Medical School (Boston, EE.UU.) detectou que dous xenes implicados en malaria «mostraban evidencias significativas de selección». Entón Lander afirmaba que «a habilidade de detectar selección natural recente en poboacións humanas tería implicacións profundas paira o estudo da historia da humanidade e paira o medicamento».

Europeos que toman máis leite

Hai máis exemplos. Como o de xenes asociados coa capacidade de dixerir a lactosa, o azucre do leite. Na maioría das poboacións humanas esta capacidade desaparece cando o neno crece, pero isto non ocorre así en moitos europeos. Un grupo de investigadores viu nesta característica un posible indicio de selección positiva, e achou, sobre todo en norte-europeos e poboacións derivadas, dous xenes estreitamente asociados coa actividade na idade adulta da encima que dixire lactosa.

Os investigadores demostran que estes caracteres emerxeron por un «forte proceso de selección ocorrido fai entre 10.000 e 5.000 anos», un feito consistente coa idea de que o que os adultos tomen leite é una vantaxe se se ten acceso a lácteos de animais de granxa. «Os sinais de selección que observamos están entre as máis intensas detectadas até agora en calquera xene do xenoma», escriben os autores en ‘The American Journal of Human Genetics’.

Outro caso de evolución recente refírese ao tamaño do cerebro humano. En 2005 dous grupos de investigadores descubriron que dous xenes asociados co tamaño estendéronse pola poboación en tempos recentes e debido a unha forte presión selectiva. Os xenes son una variante de ‘Microcephalin’ (MCPH1) que apareceu fai uns 37.000 anos, e outra de ASPM, que está no noso xenoma desde fai 5.800 anos. No entanto, non se sabe que vantaxes ofrecen eses xenes. Pero parece claro que o noso cerebro segue cambiando: «o achado de que un importante xene do cerebro seguiu evolucionando nos humanos anatomicamente modernos é un indicio en favor da plasticidad evolutiva aínda en marcha no cerebro humano», sinala un dos grupos en ‘Science’.

Susceptibilidad diversa

Susceptibilidad diversa

Sábese, tamén, que a tuberculose exerceu a súa presión selectiva particular. Cada ano dous millóns de persoas son infectadas polo bacilo da tuberculose, pero só un 10% desenvolve a enfermidade. Caer enfermo ou non depende, entre outras cousas, da susceptibilidad xenética propia. Uno dos xenes relacionados con esta susceptibilidad á tuberculose, e a outras infeccións, é DC-SIGN. O equipo dirixido por Lluís Quintana Murci, do Instituto Pasteur (París), descubriu hai dous anos que nos individuos máis resistentes á tuberculose dábase moito una determinada variante dese xene.

Quintana postula que esta variante confire protección contra a enfermidade. Os investigadores observaron, ademais, que é máis habitual entre as poboacións euroasiáticas que entre as africanas, posiblemente porque estes pobos foron expostos antes ao bacilo da tuberculose e adquiriron protección máis rápido. Pero en todos estes exemplos os investigadores seleccionaran os xenes previamente, sabían onde tiñan que buscar. A idea de que a selección natural está vixente aínda non puidera ser demostrada analizando todo o xenoma humano.

O xene ENPP1, que ten una mutación que protexe contra a obesidade e a diabetes, téñena o 90% do non africanos e case ningún africano

Iso é o que fixo esta vez o equipo de Quintana, que publicou os resultados do seu último traballo en ‘Nature Genetics’. Luís B. Barreiro, outro dos autores, asegura na publicación portuguesa ‘Ciência Hoje’ que «é a primeira vez que se pode demostrar, a escala do xenoma enteiro, que a selección natural participa na diferenciación das poboacións». As diferenzas de cor de pel, de pelo, de estatura, a diferente susceptibilidad a certas doenzas que se observa en diferentes poboacións hoxe, son o resultado dun proceso de adaptación a diferentes ambientes? E se o son, cales son os xenes implicados nestes procesos adaptativos?

582 xenes cambiantes

Paira buscar as respostas o grupo recorreu á base de datos do proxecto internacional HAPMAP, que busca as diferenzas xenéticas individuais en todo o xenoma humano. HAPMAP recompilou datos de centos de mostras obtidas en Nixeria (da etnia dos yorubas), Xapón, China (da etnia han), e EE.UU. (con antepasados do Leste e Norte de Europa). O obxectivo fundamental do proxecto é xustamente identificar variedades xenéticas asociadas a susceptibilidad a padecer enfermidades, e tamén a diferentes respostas a fármacos.

Os investigadores do Pasteur analizaron máis de 2,8 millóns de marcadores xenéticos nos xenomas de 210 individuos das diferentes poboacións de HAPMAP. O esforzo valeu a pena: atoparon 582 xenes sometidos a ‘fortes presións selectivas’ entre os últimos 60.000 e 10.000 anos. Algúns destes xenes están moi relacionados con diferenzas físicas externas, como a cor de pelo e pel ou o grosor do cabelo; outros teñen que ver coa resposta a axentes patógenos; e outros, con enfermidades cuxa incidencia se sabe que varía entre poboacións, como a diabetes, a obesidade ou a hipertensión.

No que respecta a resposta a patógenos un exemplo é o xene CR1, do que depende en parte a gravidade dos ataques de malaria. Os investigadores acharon que una determinada variante de CR1 está presente nun 85% das mostras africanas, pero ausente nas poboacións europeas ou asiáticas. As variacións en xenes de diabetes ou obesidade implican que o adaptarse a que non sempre haxa comida dispoñible foi tamén un axente selectivo importante. Quintana observa que os xenes que regulan a insulina foron seleccionados positivamente. Así, o xene ENPP1 ten una mutación que protexe contra a obesidade e a diabetes de tipo II, e esta variante téñena o 90% do non africanos e case ningún africano.

Desde o punto de vista médico, como afirman os autores, «estes resultados abren múltiples vías de investigación, posto que poden facilitar a investigación en enfermidades cuxa prevalencia depende da orixe étnica identificando xenes candidatos importantes». O paso seguinte será determinar como a variación xenética nas rexións do xenoma baixo presión selectiva modula a susceptibilidad ou a patogenicidad de enfermidades.