Una proteína que ayuda a sintetizar ADN es diferente en los humanos modernos que en los neandertales y los denisovanos (nuestros parientes extintos más cercanos) y nuevos experimentos en ratones modificados genéticamente para expresar la versión humana moderna sugieren que esto puede habernos hecho comportarnos de manera diferente. Ese descubrimiento, a su vez, podría arrojar luz sobre por qué desaparecieron los neandertales y los denisovanos, proponen los investigadores en un nuevo estudio. Pero la importancia de los hallazgos para los humanos aún no está clara.
“Es demasiado pronto para trasladar estos hallazgos directamente a los humanos, ya que los circuitos neuronales de los ratones son muy diferentes”, declaró Xiangchun Ju, autor principal del estudio e investigador postdoctoral del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (Japón). Sin embargo, este trabajo sugiere que la variante observada en los humanos modernos “podría habernos otorgado cierta ventaja evolutiva en tareas específicas en comparación con nuestros ancestros”, como la competencia por recursos escasos.
Proteína clave
Investigaciones previas descubrieron que los humanos modernos divergieron de sus parientes evolutivos más cercanos, los neandertales y los denisovanos, hace unos 600.000 años. No está claro por qué los humanos modernos sobrevivieron mientras nuestros parientes más cercanos desaparecieron.
Para buscar posibles pistas genéticas que resuelvan este misterio, los investigadores analizaron la enzima ADSL (adenilosuccinato liasa). Esta proteína ayuda a sintetizar la purina, uno de los componentes fundamentales del ADN y otras moléculas vitales.
“Hay una pequeña cantidad de enzimas que se vieron afectadas por los cambios evolutivos en los ancestros de los humanos modernos. La ADSL es una de ellas”, dijo en un comunicado el coautor del estudio Svante Pääbo, premio Nobel, líder de la unidad de genómica evolutiva humana en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa en Japón y director del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania.
El ADSL se compone de una cadena de 484 aminoácidos. La versión de esta enzima presente en prácticamente todos los humanos modernos difiere de la observada tanto en neandertales como en denisovanos en tan solo un aminoácido: el aminoácido 429 del ADSL es valina en los humanos modernos, pero alanina en nuestros parientes extintos.
Los científicos observaron que la mutación ADSL se observa en los humanos modernos y no en nuestros parientes extintos más cercanos, por lo que probablemente apareció después de que nos separamos del linaje que dio origen a los neandertales y denisovanos. Esto llevó a los investigadores a investigar los posibles efectos conductuales de esta mutación. Investigaciones anteriores sobre células cultivadas en laboratorio descubrieron que la variante ADSL observada en los humanos modernos resultó en una versión más inestable de la enzima que se descomponía más rápidamente en comparación con la presente en los neandertales y los denisovanos.
Cambios de comportamiento
El nuevo estudio, publicado el 4 de agosto en la revista PNAS, también halló que, en ratones, la variante moderna produce niveles más altos de las sustancias químicas sobre las que el ADSL actúa normalmente para sintetizar purina en varios órganos, especialmente el cerebro. Este hallazgo respaldó la idea de que la versión humana moderna del ADSL es menos activa que la variante observada en neandertales y denisovanos.
En experimentos donde ratones aprendieron a beber agua siguiendo luces o sonidos específicos, las hembras modificadas genéticamente para poseer una versión de ADSL similar a la observada en los humanos modernos obtuvieron mejor agua que sus compañeras de camada sin esta variante. Esto podría sugerir que la variante similar a la humana hizo que las hembras aprendieran mejor a relacionar el agua con las luces o sonidos, o que estuvieran más motivadas para buscar agua de alguna manera.
Los cambios en el comportamiento y los niveles de ADSL observados en ratones hembra con la variante humana moderna de la enzima no se observaron en ratones macho. “No está claro por qué solo los ratones hembra parecieron obtener una ventaja competitiva”, declaró Izumi Fukunaga, coautor del estudio e investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa. “El comportamiento es complejo”.
Las pruebas estadísticas que analizaron el ADN de los neandertales, denisovanos y modernos africanos, europeos y del este asiático descubrieron que las mutaciones en el gen ASDL aparecieron en los genomas humanos modernos a tasas más altas de lo que sugerirían las variaciones aleatorias a lo largo del tiempo, lo que hace probable que estas mutaciones proporcionaran alguna ventaja evolutiva. Quizás en contradicción con los nuevos hallazgos, trabajos previos hallaron que los trastornos genéticos que provocan deficiencia de ADSL en humanos modernos pueden provocar discapacidad intelectual, problemas del habla y del lenguaje, y otros problemas. Esto sugiere que, durante la evolución, los humanos modernos tuvieron que sopesar los posibles beneficios de reducir la actividad de ADSL con los problemas que podrían derivar de su deficiencia, declaró en un comunicado el coautor del estudio, Shin-Yu Lee, también del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa.
Implicaciones poco claras
No todo el mundo cree que el estudio tenga implicaciones directas sobre por qué los humanos modernos prosperaron o por qué desaparecieron los neandertales o los denisovanos.
Estos resultados en ratones “no dicen demasiado sobre la evolución humana en esta etapa”, dijo a Live Science Mark Collard, paleoantropólogo de la Universidad Simon Fraser en Burnaby, Columbia Británica, que no participó en esta investigación.
Sin embargo, la estrategia de usar ratones para estudiar los efectos conductuales de las diferencias genéticas entre los humanos modernos y nuestros parientes extintos más cercanos “parece muy prometedora como método para investigar la evolución de nuestro cerebro y comportamiento”, afirmó Collard. “Preveo que veremos una avalancha de estudios como este en los próximos años”.
Investigaciones futuras podrán investigar los mecanismos específicos por los cuales los cambios en la actividad ADSL influyen en el comportamiento. Los científicos también podrán explorar cómo los cambios en la actividad ADSL se asocian con otros comportamientos y cómo múltiples cambios genéticos podrían actuar en conjunto, escribieron los autores del estudio.
Fuente: Live Science.
