Este año, el Premio Nobel de Medicina de este año ha sido concedido por la investigación genética sobre la evolución humana. El científico sueco Svante Paabo, conocido por secuenciar el genoma de especies extinguidasha sido galardonado con el Premio Nobel por sus revolucionarias investigaciones que comparan el genoma de los humanos modernos con el de nuestros parientes extintos más cercanos.
¿Qué ha demostrado la investigación de Paabo sobre la secuenciación del genoma de las especies extintas?
En primer lugar, Paabo descubrió la secuencia del genoma del pariente extinto más cercano del ser humano, el neandertal. A esto le siguió el descubrimiento de otra especie extinta, el Denisova. Su investigación ha establecido que durante el periodo de coexistencia los humanos se mezclaron con los neandertales y con los Denisova, lo que dio lugar a la transferencia de material genético de las especies extinguidas a los humanos actuales. En esencia, gracias a su investigación histórica, ahora sabemos que los humanos llevan entre un 1 y un 2 por ciento de ADN de Neanderthal.
Por ejemplo, su investigación demostró que entre el 1 y el 4% del material genético de los habitantes de Eurasia, donde los humanos que salieron de África interactuaron por primera vez con los neandertales. En conjunto, el material genético heredado constituye alrededor del 40% del genoma neandertal. Del mismo modo, entre el 4 y el 6% del material genético de los melanesios -población indígena de la región que va desde Indonesia hasta Papúa Nueva Guinea, Vanuatu y Fiyi- procede de los denisovanos.
¿Por qué es importante?
En primer lugar, gracias a sus descubrimientos, somos capaces de entender qué hace a los humanos diferentes y únicos de sus parientes cercanos extintos.
Es importante porque los genes heredados afectan a nuestra fisiología (el cuerpo físico) hasta el día de hoy. Por ejemplo, el gen denisovano EPAS1 heredado por los tibetanos -y en una frecuencia muy baja por los chinos han- les da una ventaja de supervivencia.
Otro grupo heredado de genes que se sabe que están implicados en el reconocimiento microbiano y las reacciones alérgicas se encuentra en frecuencias sorprendentemente altas en los humanos modernos, lo que sugiere que tiene resultados favorables.
Más recientemente, uno de sus estudios demostró que un gen heredado de los neandertales podría influir en el riesgo de insuficiencia respiratoria en los enfermos de Sars-CoV-2. Los humanos también hemos heredado de estos antiguos seres genes no patológicos que afectan a nuestra pigmentación o a nuestros patrones de sueño.
Pistas de nuestro origen
La capacidad de comparar la secuencia genómica humana moderna y la de los antiguos homininos también nos permite entender qué nos hace humanos. A diferencia de los neandertales, que también tenían cerebros grandes, vivían en grupo y utilizaban herramientas, los humanos modernos fueron capaces de crear culturas complejas, desarrollar tecnologías, crear arte y cruzar aguas abiertas para extenderse por todo el planeta. Los investigadores creen que podría haber pistas en los genomas de por qué el homo sapiens floreció mientras las otras especies se extinguieron.
El trabajo de Paablo también ha permitido a los investigadores perfeccionar el modelo Out of Africa, en el que todos los humanos modernos se remontan a África en una línea ininterrumpida, añadiendo que se produjo un mestizaje entre los humanos antiguos y los modernos.
¿Cómo hizo Paabo posible la secuenciación de genomas antiguos?
Impulsado por su gran interés por la egiptología, Paabo lleva intentando secuenciar genomas antiguos desde que era estudiante de posgrado. Su trabajo no sólo dio como resultado el hallazgo del homínido denisovano, sino que también llevó a la creación de una nueva disciplina científica llamada paleogenómica.
A diferencia de los genomas humanos o el del Sars-CoV-2 que se secuencian ahora a un ritmo cada vez más rápido, la secuenciación del ADN de muestras de decenas de miles de años de antigüedad está plagada de desafíos: el ADN se modifica químicamente y se degrada con el paso de los años y sólo quedan trazas y el ADN restante está contaminado con ADN de humanos modernos y microbios.
Al parecer, una tarea imposible, Paabo ideó varios métodos para garantizar que sólo se leyeran los genomas de los antiguos parientes cuando se secuenciaran las muestras. Al principio, empezó a secuenciar el ADN de las mitocondrias neandertales -en lugar de la secuencia de ADN más detallada que se encuentra en el núcleo de las células- porque está presente en miles de copias, lo que aumenta las posibilidades de éxito. Este método no sólo permitía secuenciar menos pares de bases del ADN, sino que también presentaba el reto de que se perdieran partes: el ADN mitocondrial se transmite exclusivamente por la línea materna, y los fragmentos se perderían si una mujer tiene hijos.
Más adelante, la amplificación del ADN y los métodos de secuenciación más potentes aseguraron que su equipo pudiera secuenciar los pequeños fragmentos del ADN del núcleo. Pero también agravó el problema de la contaminación. Para eliminar la contaminación, empezó a buscar en sitios del genoma que son diferentes en los neandertales y en los humanos modernos, utilizando sitios en los que los humanos actuales se diferencian tanto de los chimpancés como de los neandertales y buscando la contaminación masculina en las muestras de neandertales femeninas utilizando partes inalterables del cromosoma Y.
Utilizando estas técnicas fue capaz de completar un genoma neandertal completo con 3.000 millones de pares de bases (similar al de los humanos).
«Creo que es interesante pensar que si los neandertales hubieran sobrevivido otros 40 mil años, ¿cómo nos influiría eso? ¿Veríamos un racismo aún peor contra los neandertales, porque realmente eran en cierto sentido diferentes a nosotros? ¿O veríamos nuestro lugar en el mundo viviente de una manera bastante diferente cuando tuviéramos allí otras formas de humanos muy parecidas a nosotros, pero todavía diferentes. No haríamos esta distinción tan clara entre animales y humanos que hacemos hoy con tanta facilidad», dijo Paabo en una entrevista con el sitio web del Premio Nobel.