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El nuevo estudio llena un vacío importante en lo que se sabe sobre los cambios históricos en el genoma humano. Si bien una revolución en la capacidad de recopilar datos de genomas de diferentes especies ha permitido a los científicos identificar adiciones que son específicas del genoma humano, como un gen que era fundamental para que los humanos desarrollaran la capacidad de hablar, se ha prestado menos atención a lo que falta en el genoma humano.

Para el nuevo estudio, los investigadores utilizaron una inmersión genómica aún más profunda en el ADN de los primates para mostrar que la pérdida de aproximadamente 10,000 bits de información genética, la mayoría tan pequeños como unos pocos pares de bases de ADN, en el transcurso de nuestra historia evolutiva diferencian a los humanos de los chimpancés. nuestro pariente primate más cercano. Algunas de esas piezas de información genética «eliminadas» están estrechamente relacionadas con genes involucrados en funciones neuronales y cognitivas, incluido uno asociado con la formación de células en el cerebro en desarrollo.

Estas 10.000 piezas faltantes de ADN, que están presentes en los genomas de otros mamíferos, son comunes a todos los humanos, descubrió el equipo de Yale.

El hecho de que estas supresiones genéticas se hayan conservado en todos los humanos, dicen los autores, da fe de su importancia evolutiva, lo que sugiere que confirieron alguna ventaja biológica.

«A menudo pensamos que las nuevas funciones biológicas deben requerir nuevas piezas de ADN, pero este trabajo nos muestra que eliminar el código genético puede tener profundas consecuencias para los rasgos que nos hacen únicos como especie», dijo Steven Reilly, profesor asistente de genética en la Escuela de Yale. de Medicina y autor principal del artículo.

El artículo fue uno de varios publicados en  Science  from the Zoonomia Project. Esta colaboración de investigación internacional está catalogando la diversidad en los genomas de los mamíferos mediante la comparación de secuencias de ADN de 240 especies de mamíferos que existen en la actualidad.

En su estudio, el equipo de Yale descubrió que algunas secuencias genéticas que se encuentran en los genomas de la mayoría de las otras especies de mamíferos, desde ratones hasta ballenas, desaparecieron en los humanos. Pero en lugar de alterar la biología humana, dicen, algunas de estas eliminaciones crearon nuevas codificaciones genéticas que eliminaron elementos que normalmente desactivarían los genes.

Deleciones específicas de humanos que eliminan nucleótidos de regiones muy conservadas en otros animales (hCONDEL). Evaluamos 10 032 hCONDEL en diversos conjuntos de datos biológicamente relevantes e identificamos el enriquecimiento específico de tejido (arriba a la izquierda). El impacto regulatorio de los hCONDEL se caracterizó comparando las secuencias de chimpancé y humano en MPRA (extremo inferior izquierdo). Se evaluó la capacidad de los hCONDEL para mejorar o perturbar la activación y represión de elementos reguladores de genes (arriba a la derecha). La secuencia de chimpancé eliminada se reintrodujo en células humanas, lo que provocó una cascada de diferencias transcripcionales para un hCONDEL que regula LOXL2 (extremo inferior derecho). Crédito: Ciencia (2023). DOI: 10.1126/ciencia.abn2253

La eliminación de esta información genética, dijo Reilly, tuvo un efecto equivalente a eliminar tres caracteres, «n’t», de la palabra «isn’t» para crear una nueva palabra, «is».

«[Tales eliminaciones] pueden modificar levemente el significado de las instrucciones de cómo hacer un ser humano, lo que ayuda a explicar nuestros cerebros más grandes y la cognición compleja», dijo.

Los investigadores utilizaron la tecnología Massively Parallel Reporter Assays (MPRA), que puede detectar y medir simultáneamente la función de miles de cambios genéticos entre especies.

«Estas herramientas tienen la capacidad de permitirnos comenzar a identificar los muchos bloques de construcción moleculares pequeños que nos hacen únicos como especie», dijo Reilly.

El estudio fue publicado en la revista Science