ADN que nos hace humanos: empecemos por el pulgar

Una evolución rapidísima ha producido un nuevo regulador genético de nuestro desarrollo,  lo que puede explicar algunas diferencias importantes entre el cuerpo humano y el de los simios.

Mano embrionaria de ratón. La secuencia de ADN humano HACNS1 afecta (en azul) al desarrollo del pulgar

La evolución "del mono al hombre"* es un hecho, pero aún falta por desentrañar muchos detalles biológicos de esa transformación. Ahora podría haberse producido un importante progreso en ese sentido.

Sabemos desde hace dos años que algunas regiones del nuestro genoma han evolucionado a toda pastilla desde que la línea humana y la del chimpancé se separaron. Esas regiones "aceleradas" y propias del ser humano se llaman HACNS, y se han estado quietecitas durante cientos de millones de años, apenas sin evolucionar en la inmensa mayoría de los animales vertebrados, hasta que los cambios se han disparado en nuestro linaje. Se trata de secuencias de ADN no codificante, que no tienen nada escrito en el código de los genes, y por tanto no son estrictamente genes (aunque a efectos de la teoría de la evolución funcionan como tales).

La más veloz de todas las descubiertas, la número uno, es lógicamente la HACNS1. La nueva investigación** ha comprobado que se trata de un enhancer o potenciador: un regulador de determinados genes que pueden estar lejos, dispersos en el genoma. ¿Y qué genes son esos? Si se averigua cuáles son y qué hacen, entonces quizá podremos saber por qué recientemente la selección natural positiva (la única fuerza evolutiva capaz de semejantes velocidades) nos ha modificado con tanto ahínco la HACNS1.

El investigador Shyam Prabhakar y su equipo se pusieron manos a la obra. Sintetizaron diferentes versiones de esta secuencia, las modificaron para que activasen un gen que produce una sustancia azul, y las pusieron a funcionar en embriones transgénicos de ratón.

Los embriones se pusieron azules en las áreas que luego se desarrollarían en miembros, orejas, ojos, boca y garganta. En etapas posteriores del desarrollo también apareció el color azul, esta vez en los hombros, muñecas, y los dedos pulgares, y con menos intensidad en las zonas equivalentes de los miembros posteriores: cadera, tobillos, y dedo "gordo" del pie.

Cuando la secuencia insertada en los embriones de ratón no era la humana, sino las versiones poco evolucionadas que tienen los chimpancés y los macacos, el color azul no surgía en estas zonas o lo hacía muy débilmente. Los científicos comprobaron que era necesario acumular 16 mutaciones para "humanizar" la secuencia del chimpancé de modo que produjera el mismo patrón en los embriones.

Estos resultados indican que los cambios evolutivos rápidos que han ocurrido en la región reguladora HACNS1 han producido novedades específicas del desarrollo humano, diferenciándolo de lo que sucede típicamente en los primates cercanos, y afectando partes concretas del cuerpo que han sufrido transformaciones importantes durante la evolución del hombre (como el dedo pulgar).

Los estudios siguientes servirán para comprobar si realmente ese minúsculo trocito de nuestro genoma es una de esas cosas que "nos hacen humanos".

Todo esto lo cuenta mucho mejor Ed Yong, de Not Exactly Rocket Science. Pero en inglés. También podéis leer esta nota de prensa y este artículo de Science News

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*Léase mono y hombre en sentido amplio, como nombres genéricos y no como, por ejemplo, Amedio y Templeton Peck.

**Prabhakar et al., 2008. Human-Specific Gain of Function in a Developmental Enhancer. Science 5 September 2008: 1346-1350 DOI: 10.1126/science.1159974. Abstract