Os humanos modernos saíron de África no evento coñecido como Out-of-Africa hai 60.000 anos. En Asia, coincidiron cos denisovanos, e dese encontro posiblemente xurdiron enfrontamentos e colaboracións, pero tamén diversos cruces. De feito, aínda a día de hoxe os humanos modernos conservamos no noso xenoma variantes xenéticas de orixe denisovano, que son testemuño daqueles primeiros achegamentos.
Agora, un equipo liderado polo Instituto de Bioloxía Evolutiva (IBE), un centro mixto do Consello Superior de Investigacións Científicas (CSIC) e a Universidade Pompeu Fabra (UPF), e polo Departamento de Medicina e Ciencias da Vida (MELIS) da UPF, identificou unha das pegadas da herdanza xenética dos extintos denisovanos máis estendida nos humanos modernos. Os equipos de Elena Bosch, investigadora principal do IBE, e de Rubén Vicente, investigador principal do MELIS-UPF, descubriron que esta adaptación xenética puido axudar ás poboacións ancestrais de sapiens a adaptarse ao frío.
Como a adaptación deu forma á diversidade xenética actual nas poboacións humanas é unha cuestión de gran interese en xenética evolutiva. Por mor desta pregunta, o equipo de Elena Bosch identificou unha variante adaptativa entre poboacións humanas actuais nunha rexión do noso xenoma que presenta gran similitude ao xenoma dunha poboación ancestral e extinta: os denisovanos.
A variante observada, implicada na regulación do zinc e cun papel no metabolismo celular, podería tamén predispoñer aos humanos modernos a sufrir trastornos psiquiátricos como a depresión ou a esquizofrenia
“A través da análise xenómica, identificamos que a variante xenética observada proviña do noso cruzamento con humanos arcaicos no pasado, posiblemente os denisovanos”, comenta Ana Roca-Umbert, coprimeira coautora do estudo. O equipo puido descartar que a herdanza fose neandertal, dado que estas poboacións non presentan esta mutación.
O Laboratorio de Xenética Evolutiva de Poboacións, que dirixe Bosch, quixo pescudar que cambios provoca a nivel celular esta variación xenética de orixe denisovano. “Descubrimos que esta mutación seguramente tiña implicacións no transporte do zinc dentro da célula, e entón contactamos co equipo de Vicente”, relata Elena Bosch, investigadora principal do IBE e co-responsable do estudo.
A regulación do zinc: clave para a adaptación ao frío
“Elena contactoume porque o seu equipo observara un cambio nun aminoácido nun transportador de zinc, que era moi diferente entre as poboacións de África e de Asia actuais. A partir de alí, empezamos a facernos preguntas e a buscar respostas”, comenta Rubén Vicente. O seu equipo, no grupo de Biofísica do Sistema Inmunolóxico no Laboratorio de Fisioloxía Molecular, asumiu o reto técnico de estudar o movemento do zinc intracelular.
O zinc, oligoelemento esencial para a saúde humana, é un mensaxeiro importante que traslada tanto información do exterior cara a dentro das células como entre distintos compartimentos celulares. A súa carencia provoca alteracións de crecemento, neurolóxicas e inmunitarias, aínda que “a súa regulación aínda está pouco estudada pola falta de ferramentas moleculares para seguir o fluxo do zinc”.
O laboratorio de Vicente identificou que a variante observada provoca un novo equilibrio do zinc dentro da célula, promovendo un cambio no metabolismo. Ao alterar o retículo endoplasmático e as mitocondrias das células, esta variación provoca unha posible vantaxe metabólica para facer fronte a un clima hostil. “O fenotipo observado fainos pensar nunha posible adaptación ao frío”, comenta Vicente.
A herdanza xenética denisovana podería afectar á saúde mental das poboacións europeas e asiáticas
O transporte do zinc tamén está implicado na excitabilidade do sistema nervioso, e ten un papel no equilibrio e a saúde mental das persoas.
O equipo apunta a que a variante atopada neste transportador de zinc, que se expresa en todos os tecidos do corpo, se asocia a unha maior predisposición a sufrir algunhas enfermidades psiquiátricas. Entre elas, atópanse a anorexia nerviosa, o trastorno de hiperactividade, o trastorno do espectro autista, o trastorno bipolar, a depresión, o trastorno obsesivo compulsivo (TOC) e a esquizofrenia.
“No futuro, estender este estudo a modelos animais podería lanzar luz sobre esta predisposición para sufrir enfermidades mentais”, apunta Vicente.
A variante xenética deixou unha pegada global, salvo en África
Aínda que a variante se fixase en Asia por mor dos cruces entre denisovanos e sapiens, esta estendeuse tamén en Europa e poboacións nativas americanas. De feito, atópase en poboacións de todo o planeta, aínda que, no caso das poboacións africanas, é moito menos frecuente.
O equipo apunta que, probablemente, se trata da adaptación xenética denisovana de maior alcance xeográfico descuberta ata o de agora. “Por exemplo, unha variante no xene EPAS1 herdada dos denisovanos permite a adaptación á vida en altitude, pero atópase só en tibetanos. Con todo, no noso caso o impacto esténdese en todas as poboacións fóra de África”, conclúe Bosch.
