Los humanos y los chimpancés no son tan parecidos

En el 150 aniversario de la publicación de 'El origen de las especies' de Darwin, el misterio de la evolución presenta aún muchos interrogantes. Algunos de ellos se podrán resolver gracias al estudio del genoma, y éste es precisamente el caso de la investigación publicada en el último número de la revista ‘Nature’, donde un equipo internacional —que cuenta con la participación de dos investigadores españoles— desvela que las diferencias en los genomas de humanos y chimpancés son hasta diez veces mayores a las aceptadas hasta el momento, que se fijaban en un 1,24 %. A pesar de que la diferencia multiplicada por diez siga sin parecer enorme, la brecha es suficientemente grande como para que ayude a comprender los mecanismos de la evolución humana.

"No tenemos ni idea de cómo se pasa de un mono a un hombre en tan sólo un 10% de diferencia, pero por otra parte el 10% no nos debe engañar, no es una cuestión de cantidad, es una cuestión de calidad. En las diferencias que habíamos podido ver hasta ahora, ese 1% se trataba de ver qué genes compartíamos los humanos y los chimpancés, genes que eran prácticamente iguales. Eran sólo un 1%, pero eso equivalía a tener distintas ediciones del mismo libro, por ejemplo un libro de Arguiñano que agota una edición y en la siguiente edición aparece igual, pero con un pequeño cambio. Lo que ahora vemos son libros distintos completamente. Un organismo puede tener un libro de Santamaría y otro de Adriá y eso da lugar a cosas muy distintas, aunque sólo sea un 10%, aunque el resto de los libros sean diccionarios básicos o libros básicos de cómo producir salsas, las recetas cruciales, las que formarán el estandarte de ese restaurante, ese 10% de libros distintos son los que ahora vamos a leer", explica Arcadi Navarro, del ICREA-IBE de Barcelona y uno de los investigadores participantes en el estudio.

Que cada especie de primates, incluida la humana, posea una enorme cantidad de fragmentos exclusivos en su genoma no es tema baladí, pues según Arcadi Navarro y Tomàs Marqués-Bonet, del Instituto de Biología Evolutiva —centro mixto de investigación de la Universidad Pompeu Fabra y del CSIC—, y coordinador del equipo internacional, dirigido por Evan E. Eichler, de la Universidad de Washington (Seattle, Estados Unidos), la adaptación del ser humano al entorno actual pudo tener su origen y explicación en esta separación.

Las protagonistas y clave del descubrimiento fueron las casi desconocidas duplicaciones segmentales, grandes fragmentos de ADN repetidos a lo largo del genoma. El complicado proceso para individualizarlas del resto del ADN ha sido la razón por la que hasta ahora no habían sido foco principal de atención científica. "Se sabe desde el año 2001 que existen, pero el genoma es como un puzzle, primero se montan las partes fáciles y luego se comienza con la parte azul del cielo o verde de la hierba, es decir con lo complicado. Aquí pasa lo mismo: hasta ahora no disponíamos de las herramientas o la tecnología para estudiarlo con gran detalle. Ahora tenemos esas herramientas y con lo que nos encontramos es con sorpresas. Es como el planeta Marte, sabemos que está ahí, hemos enviado sondas para estudiarlo pero probablemente cuando aterricemos nos encontraremos con sorpresas". "Nos encontramos con que distintos organismos tienen complementos distintos en estas regiones que son tan grandes que contienen genes nuevos que no conocíamos, elementos funcionales que pueden estar subyaciendo a las características específicas de cada organismo, de cada especie", explica Arcadi Navarro. Ahora la importancia de estas duplicaciones ha salido a la luz y caminan por la alfombra roja de las estrellas genómicas.

El estudio sistemático de las duplicaciones segmentales de todo el genoma de macacos, orangutanes, chimpancés y humanos llevó a novedades evolutivas cualitativamente diferentes: las diferencias con que se había trabajado hasta el momento eran cambios (mutaciones) en las secuencias del genoma que comparten todos los primates. Sin embargo, las diferencias ahora estudiadas son únicas para cada especie, situadas en estas duplicaciones segmentales que cada especie ha desarrollado de manera completamente diferente y que no son comunes.

¿Será en esta parte del genoma donde encontremos elementos diferenciales como el habla? "Eso no lo sabemos pero es lo que queremos explorar ahora. El genoma es muy vulnerable, se forma por 3.000 millones de nucleótidos, un 10% son 30 millones de diferencias, que además tienen elementos completamente distintos como las diferencias entre un Mercedes y un 600, a lo mejor no son tantas, pero son significativas. Tal vez explorando esta parte del genoma encontremos estas y otras respuestas, y creo que es bastante probable que el genoma oculte otras sorpresas que hasta ahora no hemos podido explorar por ser desconocidas. Y si hay cosas desconocidas, no podemos empezar a explorarlas, pero podemos sospechar que existen", añade Navarro.

XAVIER BERTRAL (EFE)

"Lo que hemos hecho es abrir la puerta a la comunidad científica, diciendo que allí hay miles de diferencias para mirar con calma lo que hay, pero no tenemos aún el conocimiento con detalle de qué hay en esas regiones. Con lo cual es prematuro decir si allí está lo que nos diferencia tan claramente a humanos y chimpancés", puntualiza por su parte Marqués.

El proceso explicado de manera simplificada sería el siguiente: debido a mecanismos moleculares complejos, ciertas secuencias o partes de un genoma se pueden duplicar. Estas copias parciales se insertan en el propio genoma, siendo a veces tan grandes que pueden contener genes completos idénticos a los originales. Sin embargo estos nuevos genes-copia pueden ir mutando y especializándose en funciones completamente diferentes a las del gen original, hasta llegar a diferenciarse completamente unos de otros. Es en este proceso, según el estudio, donde se abre esta brecha diferencial entre el genoma humano y el del resto de primates estudiados. Por tanto son estos nuevos genes los que son capaces de realizar funciones nuevas y exclusivas de la especie que los posee. ¿Por qué ocurren estas duplicaciones y por qué se insertan de nuevo en el genoma? "En ciencia hay pocos porqués, son sobretodo cómos, mecanismos. Siempre es más metafísico. En cuanto a los mecanismos moleculares de la duplicación los desconocemos bastante, pero la línea general es que sabemos que cuanto más duplicaciones haya más fácil es que se vuelvan a producir, es un mecanismo que se autoalimenta", explica Arcadi Navarro.

Sin embargo estas diferencias que nos hacen únicos no son siempre ventajosas, como explican Arcadi Navarro y Tomàs Marqués, las duplicaciones predisponen el genoma a reorganizarse, a tener grandes cambios estructurales, como quien hace construcciones diferentes con las mismas piezas. Este fenómeno puede derivar en ciertas enfermedades como el autismo o la esquizofrenia. Pero ¿hasta qué punto se podrían "controlar" o curar enfermedades genéticas gracias al conocimiento de las duplicaciones? "El conocimiento que vamos adquiriendo (aun no finalizado) de como las duplicaciones funcionan y como están distribuidas en cada uno de los genomas es una información muy valiosa para entender muchas enfermedades (como el autismo, esquizofrenia, o retardo mental infantil). Pero, atención, entender no quiere decir curar. Como pasa muchas veces, ahora estamos dando los primeros pasos para el conocimiento de esas regiones, luego tendrá que pasar algún tiempo para entenderlas del todo y al final mucho más para intervenir en el genoma y curar enfermedades. O sea, para resumir, vamos avanzando en conocimiento pero estamos lejos de curarlas", explica Marqués.

No obstante, los científicos puntualizan que la duplicación de genes no es sinónimo de anomalía, sino de variación y de novedad.

En cuanto a qué porcentaje la duplicación puede ser favorecida por la selección natural y en qué porcentaje son patológicas, Navarro asegura igualmente que es una de los temas que podrán empezar a ser tratados en este momento: "esto es una de las cosas que podemos empezar a estudiar ahora. Cuando aparece una duplicación lo que a priori podría ser más fácil es que se perdiera, es decir, imagina lo que es duplicar un gen completo. Por ejemplo, lo que pasa cuando se duplican ciertos fragmentos del cromosoma 21, es la trisomía 21 o síndrome de Down. A priori lo que esperábamos durante los años 90 es que todas estas duplicaciones fuesen patológicas y por tanto fueran eliminadas, lo que nos encontramos ahora es que en una muy buena parte, no sabemos si mayoritaria o no, no son eliminadas, al contrario se fijan en cada especie, son adoptadas, toleradas por la selección natural, por tanto algo tienen que estar haciendo y ese algo es lo que pretendemos averiguar".

Con todo y a pesar de haber avanzado en el conocimiento de estas diferencias, los investigadores sólo aventuran un quizás ante la posibilidad de que en estas diferencias encontradas gracias a su estudio se hallen los llamados genes de humanidad.

Pero este no es el único logro de esta investigación. El estudio también ha conseguido datar la época en que hubo más duplicaciones enmarcándola en un intervalo de entre 12 y 8 millones de años, justo antes de la separación de los linajes de los humanos y chimpancés hace aproximadamente seis millones de años. Además se ha podido elaborar el primer catálogo de especies específico de estas regiones del genoma y cuantificar mucho mejor las diferencias entre especies para entender en qué momento de la evolución aparecieron.

Por último cabe aclarar para las mentes más soñadoras que la posibilidad de elegir y especializar esas duplicaciones a la carta es de momento sólo ciencia ficción ¿o no? "Hay muchas cosas que empezaron como ciencia ficción. Yo apostaría ahora mismo a que no es posible, pero nos hemos equivocado tantas veces diciendo que no a las cosas que casi no me atrevo a negar nada", puntualiza Navarro.

* Sherezade Álvarez es periodista especializada que trabaja en la empresa de divulgación científica DIVULGA.