155 nuevos genes delatan que seguimos evolucionando

Tú y yo compartimos un 99,9 % de nuestros genes, o incluso más si somos familia. Con un chimpancé compartimos el 99,8 %. Con una vaca tenemos el 80 % de genes en común, y con un plátano el porcentaje de similitud solo baja al 60 %. Pero hay algunos genes que surgieron después de nuestra separación evolutiva de los chimpancés hace casi siete millones de años y que son exclusivamente humanos. Un estudio ha identificado 155 nuevos genes que surgieron de manera espontánea a partir de secciones muy pequeñas de nuestro ADN. Algunos de ellos podrían estar asociados a enfermedades particulares a los seres humanos.

El estudio avanza así en el conocimiento del lenguaje en el que se expresa la vida: el código genético. Saber hablar su idioma abre la puerta, por ejemplo, a desarrollar una medicina personalizada con un alto nivel de precisión. Si se conocen las causas genéticas que predisponen a ciertas enfermedades, el diagnóstico podría ser más temprano y los tratamientos, más adaptados a cada persona. Pero, además, descubrir cuándo se originaron nuestros genes, en especial los que son exclusivamente humanos, permite seguir completando el puzle de nuestra evolución.

Un árbol genealógico genético

Sin embargo, reconstruir el árbol genealógico a nivel genético es una tarea complicada puesto que requiere interpretar la función de fragmentos de ADN pequeñísimos. Algunos de estos fragmentos son totalmente irrelevantes, pero otros desempeñan funciones esenciales en nuestro cuerpo. Y, si se trata de fragmentos exclusivamente humanos, para adivinar su función no es posible realizar experimentos directos y es necesario recurrir a otros métodos.

El ADN tiene forma de doble hélice, que se asemeja a una escalera girada sobre sí misma. En cada peldaño hay un par de bases, más conocidas por las letras que las representan: la A (adenina) se empareja con la T (tiamina), y la C (citosina) se empareja con la G (guanina). Pero, para interpretar el lenguaje del ADN, basta fijarse en uno de los lados de la escalera, que forma una secuencia larguísima de las cuatro letras.

Cuando el ADN se separa, la secuencia de letras se transcribe al ARN y, generalmente, después se traduce para formar proteínas. Las letras se leen en grupos de tres, conocidos como codones y que corresponderían a las palabras de nuestro lenguaje. A su vez, son las secuencias de codones (que serían nuestras oraciones) las que verdaderamente adquieren significado genético.

Cuanto más corto, más difícil

Cuanto más corta sea la oración antes de que llegue el punto y seguido (también codificado en el ADN), más probable será que aparezca de manera frecuente y casi aleatoria dentro del código genético. Algunas oraciones cortas (de menos de unos 100 codones) ni siquiera tienen significado, pero otras son mediadoras de funciones fisiológicas esenciales en animales y humanos. Por eso, identificar qué codones son útiles y qué papel cumplen no es sencillo.

De hecho, el estudio publicado recientemente en Cell Reports ha sido el culmen de un trabajo que comenzó en 2017, pero que quedó aparcado durante años debido a las limitaciones técnicas para analizar estas secuencias cortas de ADN. Sin embargo, la publicación de una base de datos de genes funcionalmente relevantes desbloqueó el proceso.

Gracias a esa base de datos, el equipo investigador creó un árbol genealógico a gran escala para comparar a los seres humanos con otras especies de vertebrados. Se fijaron en la relación de los genes a lo largo del proceso evolutivo, y encontraron 155 genes nuevos. Al menos dos de ellos surgen de regiones de ADN único a los humanos, y otros 12 son comunes a todos los primates. En ocasiones, surgen nuevos genes a partir de duplicaciones de otros que ya existían en el genoma. Pero estos genes eran completamente nuevos.

155 genes

El siguiente reto consistía en explorar la función de estos genes, de secuencias tan cortas que eran casi imposibles de interpretar. Para hacerlo, el equipo examinó los patrones que encontraron en el ADN, para ver si estos genes podían jugar un papel relevante en algunas enfermedades concretas.

De los 155 genes encontrados, tres tienen marcadores de ADN asociados a enfermedades. Estos tres genes podrían estar relacionados con la distrofia muscular, la retinitis pigmentosa y el síndrome de Alazami. Además, el equipo encontró un gen nuevo que se asocia al tejido del corazón humano. Según el estudio, este gen emergió tanto en humanos como en chimpancés justo después de que se separaran de los gorilas, y muestra cómo de rápido puede evolucionar un gen desde que surge hasta que se vuelve esencial para el cuerpo.

El equipo está convencido de que el papel de estos “microgenes” es mucho más relevante de lo que se creía y piensan que la comunidad científica reconocerá poco a poco su importancia. Por eso pretenden continuar su exploración para entender qué papel general juegan los genes que aparecen espontáneamente en el árbol genealógico de la evolución.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Después de que el ADN se transcriba al ARN, no siempre se traduce para formar proteínas. En ocasiones el ARN simplemente se libera, y esto es parte del funcionamiento normal del cuerpo. De hecho, en humanos, algunos fragmentos de ARN que no se traducen a proteínas sirven como marcadores de que el cuerpo está funcionando de manera normal. También, si este proceso se desregula, los fragmentos de ARN pueden servir como marcadores para diagnosticar ciertas patologías.

REFERENCIAS:

• Vakirlis, Nikolaos et al., “De novo birth of functional microproteins in the human lineage”. Cell Reports, vol. 41, no. 111808, 2022. Cell Press, https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111808