Al parecer terminó la carrera por cumplir el sueño del genoma de $ 1.000. La unidad Ion Torrent ,de la compañía Life Technologies informó que ha comenzado a tomar pedidos de un nuevo instrumento que es capaz de secuenciar del genoma humano en un día por solo $ 1,000 en una servidor independiente.

La compañía espera que el secuenciador Ion ™ Proton esté en el mercado a mediados de año. Costará aproximadamente $ 149.000 USD y el producto se basa en la próxima generación de la tecnología de secuenciación mediante semiconductores que fue impulsada hace trece meses.

Los equipos han aprovechado la escalabilidad de los semiconductores y construyeron el primer chip con 165 millones de sensores, casi 100 veces más de la capacidad del primer chip (1,2 millones). Incluso esta capacidad crecerá a 660 millones con el chip Ion de protones II. Un escalamiento que ha permitido generar esta capacidad de secuenciación en tan corto tiempo.

Como resultado, los científicos serán capaces de llevar a cabo cientos de experimentos de secuenciación del genoma humano por año con cada instrumento en comparación con el actual que solo podrían secuenciar unos 20 genomas al año por cada instrumento. Actualmente los investigadores pasan semanas o meses para secuenciar un genoma humano, con este equipo lo podrán hacer en un solo día.

La secuenciación de los genomas de un gran número de personas es primordial para tener una mejor idea de cómo el genoma contribuye a diversos estados de enfermedad. Sumado a esto impulsará grandemente la secuenciación de las variaciones en diferentes poblaciones que pudiera tener dicho genoma para lograr el sueño de la medicina personalizada.

Las limitaciones actuales para este tipo de trabajo han sido el costo de la plataforma tecnológica, el costo de la secuenciación en sí, y el tiempo para realizar las operaciones de la secuencia. Con este instrumento se harán secuenciación menos costoso, más rápidas y más simples.

Por supuesto, enormes cantidades de datos se generaran a partir de la secuenciación de un número creciente de genomas humanos. Para hacer frente a las decenas resultantes o cientos de millones de puntos de datos, Ion Torrent está colaborando con la comunidad científica para desarrollar los software de código abierto para ayudar a los operadores en la interpretación de los datos genéticos.

Referencia

Ion Proton Sequencer. http://es-cl.invitrogen.com/site/mx/es/home/Products-and-Services/Applications/Sequencing/Semiconductor-Sequencing/proton/workflow.html

Un equipo internacional de investigadores ha secuenciado por primera vez el genoma humano de un aborigen australiano. Los resultados, publicados en la revista Science reinterpretan la prehistoria de nuestra especie.

Al secuenciar el genoma, los investigadores demuestran que los aborígenes australianos descienden directamente de la expansión humana temprana en Asia que tuvo lugar hace unos 70.000 años, por lo menos 24.000 años antes de los movimientos de población que dieron origen a los actuales europeos y asiáticos.

Los resultados implican que hoy en día los aborígenes australianos son de hecho los descendientes directos de las primeras personas que llegaron a Australia hace 50.000 años.

El estudio derivado de un mechón de pelo donado por un antropólogo británico de un aborigen de la región de Goldfields de Australia Occidental en el siglo 20. Cien años más tarde, los investigadores han aislado el ADN de este mismo pelo y lo utilizaron para estudiar la genética de los primeros australianos y para proporcionar una visión de cómo los primeros seres humanos se dispersaron en todo el mundo.

En el genoma se muestra que no hay aporte genético de los australianos modernos europeos y revela que los antepasados aborígenes se separaron de los antepasados ​​de otras poblaciones humanas hace 64-75,000 años atrás.

Los aborígenes australianos por lo tanto, descienden directamente de los primeros exploradores modernos, la gente que emigró de Asia antes de llegar a Australia hace unos 50.000 años. En esta muestra, el estudio establece que los aborígenes australianos son la población con la más larga asociación con la tierra en la que vivimos hoy. Esta investigación es presentada con el respaldo total de la Tierra Goldfields y el Consejo del Mar, la organización que representa a los dueños tradicionales de los aborígenes de la región.

La historia de los aborígenes australianos juega un papel clave en la comprensión de la dispersión de los primeros humanos al salir de África. La evidencia arqueológica establece la presencia de humanos modernos en Australia hace unos 50.000 años, pero este estudio re-escribe la historia de su viaje de ida.

Anteriormente, la teoría más aceptada era que todos los humanos modernos derivan de una única onda de fuera de África, la inmigración en Europa, Asia y Australia. En ese modelo, los primeros australianos se separaron de una población de origen asiático, ya separado de los ancestros de los europeos. Sin embargo, este estudio demuestra que cuando los antepasados ​​de los aborígenes australianos comenzaron su viaje privado, los antepasados ​​de los asiáticos y los europeos aún no se habían diferenciado de los demás. Una vez que lo hicieron, unos 24.000 años después de los primeros australianos habían comenzado sus exploraciones, los asiáticos y los restos de los australianos ancestrales se mezclaron por un período de tiempo.

Los aborígenes australianos descendientes de los primeros exploradores humanos mientras que los antepasados ​​de los europeos y los asiáticos estaban sentados en algún lugar de África o el Medio Oriente.

El estudio tiene implicaciones para la comprensión de cómo nuestros ancestros humanos se movieron en todo el mundo. Hasta ahora, los genomas humanos más antiguos han sido obtenidas de pelos conservados en condiciones de congelación. Los investigadores han demostrado ahora que el pelo conservado en condiciones mucho menos ideal puede ser igual utilizado para la secuenciación del genoma, sin riesgo de contaminación de humanos modernos que es típico en los antiguos huesos y dientes.

A través del análisis de las colecciones de museos, y en colaboración con los grupos de descendientes, los investigadores ahora pueden estudiar la historia genética de muchas poblaciones indígenas del mundo.

Referencia

M. Rasmussen, X. Guo, Y. Wang, K. E. Lohmueller, S. Rasmussen, A. Albrechtsen, L. Skotte, S. Lindgreen, M. Metspalu, T. Jombart, T. Kivisild, W. Zhai, A. Eriksson, A. Manica, L. Orlando, F. De La Vega, S. Tridico, E. Metspalu, K. Nielsen, M. C. Avila-Arcos, J. V. Moreno-Mayar, C. Muller, J. Dortch, M. T. P. Gilbert, O. Lund, A. Wesolowska, M. Karmin, L. A. Weinert, B. Wang, J. Li, S. Tai, F. Xiao, T. Hanihara, G. van Driem, A. R. Jha, F.-X. Ricaut, P. de Knijff, A. B. Migliano, I. Gallego-Romero, K. Kristiansen, D. M. Lambert, S. Brunak, P. Forster, B. Brinkmann, O. Nehlich, M. Bunce, M. Richards, R. Gupta, C. D. Bustamante, A. Krogh, R. A. Foley, M. M. Lahr, F. Balloux, T. Sicheritz-Ponten, R. Villems, R. Nielsen, W. Jun, E. Willerslev. An Aboriginal Australian Genome Reveals Separate Human Dispersals into Asia. Science, 2011; DOI: 10.1126/science.1211177

El hallazgo, publicado el 19 de mayo 2011, en ​​la revista Science, indica que desconoce los procesos celulares están actuando en el ARN para generar una secuencia que no es una réplica exacta del ADN de la que se copia. Los autores que dirigieron el estudio, dicen que el ADN-ARN tienen diferencias, y que se encontraron en los 27 individuos que se le analizaron las secuencias genéticas en este estudio. Esto constituye una fuente previamente desconocida de diversidad genética que se deben tener en cuenta en futuros estudios.

Según el dogma de la biología los genes han sido considerados los mapas genéticos de todas las proteínas en una célula. Para producir una proteína, la secuencia de un gen de ADN se copia o transcribe en el ARN. Esa copia de ARN especifica que los aminoácidos se encadenan juntos para construir la proteína correspondiente. La idea de que el ARN y las secuencias de proteínas son casi idénticas a las secuencias de ADN correspondientes, eso casi nunca ha sido cuestionado en el pasado.

Con los avances recientes en las tecnología de secuenciación, sin embargo, se ha hecho posible llevar a cabo este tipo de análisis necesarios para poner a prueba esta suposición. En este estudio los autores compararon las secuencias de ADN y ARN en los glóbulos blancos de 27 individuos. A las secuencias del ADN genómico de estos individuos, previamente analizadas, fueron analizadas las secuencias del ARN de las células B de los mismos individuos.

Dentro de los segmentos de las secuencias que codifican para las proteínas, se encuentraron 10.210 sitios en donde las secuencias de ARN no coincidía con la del ADN correspondiente. Ellos llamaron a estos lugares DDR (diferencias de ARN-ADN). Encontraron al menos un sitio RDD en un 40 por ciento de los genes, y muchas de estas DDR causan que la célula produzca diferentes secuencias de proteínas que lo que esperábamos basado en la secuencia de ADN.

Esto apunta a que al menos en humanos, y en los glóbulos, las secuencias de miles de proteínas puede ser diferente de su ADN correspondiente. Será muy importante saber a futuro si estos cambios son propios de estos 27 individuos, o si es un proceso que ocurre en otras células de cualquier individuo o incluso de diferentes especies.

Para probar si el fenómeno era específico a las células B, el equipo también buscó estos DDR en las secuencias de ADN y ARN de la piel humana y las células del cerebro. Encontraron que la mayoría de los sitios RDD se produjo en al menos algunas muestras de los tres tipos de células y estuvieron presentes en las células tanto de niños como de adultos, lo que indica que estas diferencias de ARN-ADN no se deben al envejecimiento o son específicas a determinados estadios del desarrollo.

Las discrepancias en particular de ARN-ADN que se encuentran parecen sistemáticas. Hay cuatro bases, o letras, que forman el código del ADN: A, T, G y C y sus equivalentes  en el ARN son A, U, G y C. En los individuos que habían diferencias de ARN-ADN en un lugar específico en el genoma, las bases que no coinciden siempre son las mismas. En otras palabras, si el equipo encontró una C en la secuencia de ARN, donde se espera una A, todas las personas que tenían el cambio en ese punto también tenían la misma letra C en su secuencia de ARN, nunca una G o una U. Esta uniformidad hace pensar que hay un “código” o “guía” que interviene en los DDR y que no son eventos aleatorios.

Aunque todos los individuos analizados en el estudio tenían un gran número de DDR, hubo una gran variabilidad en los DDR específicos que se encuentran en el material genético de cada persona. Esta variabilidad probablemente contribuye a las diferencias en la susceptibilidad a la enfermedades.

Los científicos en general han buscado diferencias en las secuencias de ADN para explicar por qué algunas personas son más propensas a ciertas enfermedades, mientras que los estudios del ARN y las proteínas han considerado los niveles de expresión, pero no las secuencias. Sin embargo, los principales contribuyentes genéticos de muchas enfermedades siguen siendo desconocidas, y según este hallazgo será útil comenzar a incluir las secuencias de ARN como nuevos marcadores moleculares en los estudios de asociación genética de las enfermedades.

Este trabajo apunta a la importancia de poder hacer estos estudios proyectos de genómica a gran escala, que hasta ahora se han centrado en el ADN. Gracias a estas técnicas modernas se secuenciación ahora nos permitirán incluir al ARN como nuevos marcadores moleculares.

Esto quizás nos deja la enseñanza de que no solo miremos el ADN, pues en el ARN y las proteínas también se pueden generar estos cambios y alteraciones a los que se refería Darwin en su teoría de la evolución. Han sido los neo-darwinistas quienes han querido acotar estos cambios y alteraciones solo al DNA genómico y sus mutaciones al azar.

Referencia

Mingyao Li, Isabel X. Wang, Yun Li, Alan Bruzel, Allison L. Richards, Jonathan M. Toung, and Vivian G. Cheung.Widespread RNA and DNA Sequence Differences in the Human Transcriptome. Science, May 19, 2011 DOI:10.1126/science.1207018

La investigación, publicada el 27 de enero en la revista Nature, revela claves interesantes sobre la evolución de los grandes simios, incluidos los seres humanos, y muestra la inmensa diversidad genética entre y dentro de los orangutanes de Sumatra y Borneo. La diversidad es importante porque mejora la capacidad de la población a mantenerse saludable y adaptarse a los cambios en el medio ambiente.

“El orangután más diverso, genéticamente hablando, que el ser humano medio”, dijeron los autores. “Encontramos una diversidad profunda, tanto en Borneo como en los orangutanes de Sumatra, pero no está claro si este nivel de diversidad se puede mantener a la luz de la deforestación que contnúa”

Los científicos catalogaron unos 13 millones de variaciones de ADN en los orangutanes. Este valioso recurso puede ayudar a los conservacionistas para evaluar la diversidad genética de las poblaciones de orangutanes, tanto en cautiverio como silvestres y ayudar a establecer las prioridades para ayudar a las subpoblaciones en función de su salud genética.

En general, los investigadores encontraron que el genoma humano y el orangután son 97 por ciento idénticos. Sin embargo, en un sorprendente descubrimiento, los investigadores encontraron que al menos en cierto modo, el genoma del orangután ha evolucionado más lentamente que los genomas de los humanos y de los chimpancés, que son alrededor de 99 por ciento similares.

En términos de evolución, el genoma del orangután es bastante especial entre los grandes simios, ya que ha sido extraordinariamente estable en los últimos 15 millones de años. Esto se compara con los chimpancés y los seres humanos, los cuales han experimentado reajustes estructurales a gran escala de su genoma que puede haber acelerado su evolución.

Un genoma se lee como un libro de instrucciones para crear y mantener una especie en particular. Los cromosomas son los capítulos y dentro de cada capítulo están los párrafos, frases, palabras y letras, que son como las bases individuales de la secuencia del ADN.

“Si va a editar un libro en su ordenador, puede resaltar un párrafo y copiar y pegar, borrar o invertirlo”, explican los autores. “Las duplicaciones, deleciones e inversiones del ADN son los tipos de variaciones estructurales. Cuando nos fijamos en los genomas de los humanos y los chimpancés, vemos una aceleración de los cambios estructurales a lo largo de la historia evolutiva. Pero por alguna razón, los orangutanes no participaron en ese aceleración.

El genoma inicial del orangután de Sumatra fue secuenciado utilizando la tecnología antigua a un costo de $ 20 millones para completar. Con el uso de tecnología más sofisticada, el costo de la secuenciación de los orangutanes adicionales se redujo considerablemente a cerca de $ 20,000 cada uno. El proyecto fue financiado por el National Human Genome Research Institute, la National Science Foundation y otras organizaciones.

La nueva investigación muestra que los orangutanes de Borneo y Sumatra divergieron hace unos 400.000 años. Las estimaciones anteriores habían puesto de la división de hace alrededor de 1 millón de años. En la actualidad, sólo alrededor de 50.000 orangutanes de Borneo y 7.000 de Sumatra siguen viviendo en estado salvaje.

Pero en un hallazgo que parece contrario a la intuición, los investigadores encontraron que la población menor de los orangutanes de Sumatra es genéticamente más diversas que sus primos de Borneo.

“Es todo un misterio cómo los orangutanes de Sumatra han obtenido esta diversidad genética o si se ha producido una limpieza de la diversidad en el Borneo”, explican los autores. “Podemos empezar a buscar las respuestas usando el catálogo de variación genética que hemos desarrollado.”

Los estudios de los orangutanes son importantes debido a que estos grandes simios están bajo uan intensa presión ecológica. Sus números siguen erosionándose a medida que los humanos invadieron más en su hábitat.

Los orangutanes pasan más del 95 por ciento de su tiempo en los árboles. Ellos viajan a través de los árboles, hacen sus nidos en los árboles y usan el forraje para su alimentación. Pero toda la diversidad genética en los orangutanes no puede conservarse en el medio silvestre, si su hábitat es destruido.

Referencia

evin P. Locke, LaDeana W. Hillier, Wesley C. Warren, Kim C. Worley, Lynne V. Nazareth, Donna M. Muzny, Shiaw-Pyng Yang, Zhengyuan Wang, Asif T. Chinwalla, Pat Minx, Makedonka Mitreva, Lisa Cook, Kim D. Delehaunty, Catrina Fronick, Heather Schmidt, Lucinda A. Fulton, Robert S. Fulton, Joanne O. Nelson, Vincent Magrini, Craig Pohl, Tina A. Graves, Chris Markovic, Andy Cree, Huyen H. Dinh, Jennifer Hume, Christie L. Kovar, Gerald R. Fowler, Gerton Lunter, Stephen Meader, Andreas Heger, Chris P. Ponting, Tomas Marques-Bonet, Can Alkan, Lin Chen, Ze Cheng, Jeffrey M. Kidd, Evan E. Eichler, Simon White, Stephen Searle, Albert J. Vilella, Yuan Chen, Paul Flicek, Jian Ma, Brian Raney, Bernard Suh, Richard Burhans, Javier Herrero, David Haussler, Rui Faria, Olga Fernando, Fleur Darré, Domènec Farré, Elodie Gazave, Meritxell Oliva, Arcadi Navarro, Roberta Roberto, Oronzo Capozzi, Nicoletta Archidiacono, Giuliano Della Valle, Stefania Purgato, Mariano Rocchi, Miriam K. Konkel, Jerilyn A. Walker, Brygg Ullmer, Mark A. Batzer, Arian F. A. Smit, Robert Hubley, Claudio Casola, Daniel R. Schrider, Matthew W. Hahn, Victor Quesada, Xose S. Puente, Gonzalo R. Ordoñez, Carlos López-Otín, Tomas Vinar, Brona Brejova, Aakrosh Ratan, Robert S. Harris, Webb Miller, Carolin Kosiol, Heather A. Lawson, Vikas Taliwal, André L. Martins, Adam Siepel, Arindam RoyChoudhury, Xin Ma, Jeremiah Degenhardt, Carlos D. Bustamante, Ryan N. Gutenkunst, Thomas Mailund, Julien Y. Dutheil, Asger Hobolth, Mikkel H. Schierup, Oliver A. Ryder, Yuko Yoshinaga, Pieter J. de Jong, George M. Weinstock, Jeffrey Rogers, Elaine R. Mardis, Richard A. Gibbs, Richard K. Wilson. Comparative and demographic analysis of orang-utan genomes. Nature, 2011; 469 (7331): 529 DOI: 10.1038/nature09687

“Esto fue una sorpresa para nosotros”, dijeron los autores. “Se dice que la fuente de nuestro material genético es considerablemente más amplio de lo que pensábamos. Incluye nuestros propios genes y los inesperados genes virales también.”

El equipo del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, comparó con 5.666 genes de todos los virus conocidos no retrovirales (genomas de ARN) con los genomas de 48 especies de vertebrados, incluyendo los humanos. Al hacerlo, descubrieron 80 integraciones separadas de secuencias virales en 19 diferentes especies de vertebrados. Curiosamente, casi todas las secuencias virales provienen de antiguos parientes de dos únicas familias virales, la fiebre hemorrágica de Ébola/Marburgviruses y la Bornaviruses, los cuales causan fiebres hemorrágicas y las enfermedades neurológicas.

“Estos virus son virus de AR, ellos replican su ARN y se sabe que no hacen ninguna copia de ADN. Y no tienen ningún mecanismo conocido para obtener su material genético integrado en el ADN del genoma del huésped. De hecho, algunos de ellos ni siquiera entran en el núcleo cuando se replican. ” De ahí lo sorprendente del hallazgo.

Que las secuencias, algunas de las cuales han sido integrados en los genomas hace más de 40 millones de años, se han conservado en gran parte durante el tiempo evolutivo sugiere que le otorgan al anfitrión una ventaja selectiva, tal vez se les protege de futuras infecciones por los virus de estas familias. El estudio muestra que la integración de las secuencias virales antiguos era probablemente mediada por elementos móviles, que son abundantes en los genomas de los mamíferos.

“En cierto modo, uno podría incluso pensar en estas integraciones como vacunaciones genómicas”, dijeron los autores.

Demostrar de manera concluyente que las secuencias virales tienen alguna función biológica requerirá un trabajo adicional. Sin embargo, el equipo ha tomado nota de que la expresión de algunos de estos marcos de lectura abierto virales se han detectado en tejidos humanos, apoya la posibilidad de que estén biológicamente activas en las especies donde se alojaron.

Referencia

Belyi VA, Levine AJ, Skalka AM. Unexpected Inheritance: Multiple Integrations of Ancient Bornavirus and Ebolavirus/Marburgvirus Sequences in Vertebrate Genomes. PLoS Pathogens, 2010; 6 (7): e1001030 DOI:10.1371/journal.ppat.1001030

Los investigadores, dirigidos por Svante Pääbo del Instituto Max-Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania, hicieron una comparación entre el genoma del Neandertal con los cinco genomas humanos conocidos hoy día de diferentes partes del mundo. Los resultados revelan una variedad de genes que son únicos en los seres humanos, incluyendo un puñado que se extendió rápidamente entre nuestra especie después de que los seres humanos y los neandertales se separaron de un ancestro común. Estos resultados ofrecen una lista de regiones genómicas y genes que pueden ser clave para comprender nuestra identidad humana.

Los científicos también encontraron que los humanos modernos y los neandertales lo más probable es que se cruzaron, en menor medida, probablemente como los humanos modernos neandertales encontrados en el Oriente Medio, después de salir de África.

“Tener una primera versión del genoma del Neandertal cumple un sueño de larga data. Por primera vez, podemos identificar las características genéticas que nos diferencia de todos los demás organismos, incluidos los más cercanos a nuestros parientes evolutivos”, dijo Pääbo.

El genoma del Neandertal promete ser una fructífera fuente de información sobre los eventos evolutivos que produjeron los humanos modernos y los neandertales”, dijeron los autores.

Los neandertales son nuestros parientes más cercanos de la evolución. Aparecieron por primera vez hace unos 400.000 años, se extendieron a través de Europa y Asia occidental, y se extinguieron hace aproximadamente 30.000 años.

El proyecto de la secuencia del genoma del Neandertal representa alrededor del 60 por ciento de todo el genoma. El material genético que se secuenció vino de los huesos a partir de tres neandertales individuales.

En el esfuerzo de secuenciación requirió de varios pasos para hacer frente a los desafíos de la secuenciación del ADN antiguo. Los investigadores quitaron la menor cantidad de material posible de los huesos mediante un taladro de dentista a fin de no dañar los fósiles, y que llevaron a cabo sus investigaciones de laboratorio utilizando piezas con condiciones estériles para evitar contaminar el material con el ADN de la actual los seres humanos día u otros organismos. También eliminaron el ADN microbiano mucho más abundante que había colonizado los huesos ya que los individuos murieron.

Los cientñificos encontraron que los seres humanos modernos y los neandertales están tan estrechamente relacionados que una comparación de sus genomas que se debe tener en cuenta el hecho de que para cualquier parte particular del genoma, un ser humano moderno y un hombre de Neandertal podrían ser más parecidos entre sí que dos seres humanos modernos entre sí.

La mayor parte de lo que sabemos sobre la variación genética entre los humanos de hoy se basa en las poblaciones europeas. Buscamos un panorama más amplio. Pääbo y sus colegas secuenciaron los genomas de los humanos de hoy en cinco días desde el sur de África, África Occidental, Papúa Nueva Guinea, China y Francia, y se compara el genoma del Neandertal con los genomas de estos individuos.

La secuencia del genoma del Neandertal demostró ser un poco más similares a los de los individuos no africanos.

Más concretamente, en cualquier punto elegido aleatoriamente en el genoma donde la secuencia de dos seres humanos de hoy fuera diferente, había una probabilidad ligeramente mayor que el genoma del Neandertal coincide con el de la persona no africana que de la africano. En esta línea de pruebas los autores informaron que la secuencia del genoma recientemente publicado de Craig Venter contiene segmentos que están más cerca de los del genoma del Neandertal, que a las referencias actuales del genoma del genoma, que incluye una mezcla de ADN con ascendencia de los africanos y los europeos).

Aunque otras explicaciones son posibles, uno de los más simples hipótesis es que los primeros humanos modernos se cruzaron con los neandertales en el Oriente Medio, después de salir de África y, antes de propagarse en Eurasia.

Los autores estiman que aproximadamente entre un 1 a un 4 por ciento del genoma humano moderno parece ser de los neandertales. Los modelos poblacionales han sugerido que cuando una población colonizadora se encuentra con una población residente, incluso una pequeña cantidad de entrecruzamiento puede ser ampliamente reflejado en la colonización del genoma de las poblaciones, en caso de que la población se expande de forma significativa. Así, el porcentaje relativamente bajo del ADN de Neandertal en el genoma humano moderno puede sugerir que el entrecruzamiento en realidad era bastante limitado.

Las comparaciones entre los humanos modernos y neandertales también produjo muchos otros resultados que en última instancia, puede ser más importante que el descubrimiento del mestizaje cuando se trata de comprender mejor sobre de nosotros mismos.

“Está bien pensar que algunos de nosotros tenemos un poco de ADN neandertal en nuestro genoma, pero, para mí, la oportunidad de buscar las pruebas de selección positiva que ocurrió poco después de las dos especies separadas es probablemente el aspecto más fascinante de este proyecto” dijo Pääbo.

Su equipo diseñó un método para buscar las regiones del genoma humano de hoy en donde los genes nuevos se han extendido a través de la población ya que las dos especies se separaron. Estos genes pueden tener probabilidades de mejorar los primeros seres humanos por la supervivencia o la reproducción.

Los investigadores revisaron los cinco genomas de los humanos modernos de todo el mundo en busca de las regiones genómicas con variaciones de la secuencia que se producen frecuentemente en los seres humanos pero no en los neandertales, lo que sugiere una selección humana específica. El equipo encontró 212 regiones de tal variación. Entre las 20 regiones con la mayor evidencia de la selección positiva fueron tres genes que, cuando mutaron, afectan el desarrollo mental y cognitivo. Curiosamente estos genes han sido implicados en el síndrome de Down, la esquizofrenia y el autismo.

Otras regiones en esta lista de 20 incluye un gen implicado en el metabolismo energético, y otra que afecta el desarrollo del esqueleto del cráneo, la clavícula y la caja torácica.

“En todos estos casos se requiere mucho, mucho más trabajo. Esto es realmente sólo sirve para indicar en qué genes se debe ahora estudiar, y estoy seguro de que nosotros y muchos otros grupos van a hacer eso”, dijo Pääbo.

Los investigadores también utilizaron el genoma del Neandertal para producir la primera versión de un catálogo de las características genéticas que existen en todos los seres humanos de hoy, pero no se encuentran en los neandertales o los monos. Este catálogo será valioso para los científicos que estudian lo que diferencia a los humanos de otros organismos.

Referencia

Richard E. Green, Johannes Krause, Adrian W. Briggs, Tomislav Maricic, Udo Stenzel, Martin Kircher, Nick Patterson, Heng Li, Weiwei Zhai, Markus Hsi-Yang Fritz, Nancy F. Hansen, Eric Y. Durand, Anna-Sapfo Malaspinas, Jeffrey D. Jensen, Tomas Marques-Bonet, Can Alkan, Kay Prüfer, Matthias Meyer, Hernán A. Burbano, Jeffrey M. Good, Rigo Schultz, Ayinuer Aximu-Petri, Anne Butthof, Barbara Höber, Barbara Höffner, Madlen Siegemund, Antje Weihmann, Chad Nusbaum, Eric S. Lander, Carsten Russ, Nathaniel Novod, Jason Affourtit, Michael Egholm, Christine Verna, Pavao Rudan, Dejana Brajkovic, Zeljko Kucan, Ivan Gusic, Vladimir B. Doronichev, Liubov V. Golovanova, Carles Lalueza-Fox, Marco de la Rasilla, Javier Fortea, Antonio Rosas, Ralf W. Schmitz, Philip L. F. Johnson, Evan E. Eichler, Daniel Falush, Ewan Birney, James C. Mullikin, Montgomery Slatkin, Rasmus Nielsen, Janet Kelso, Michael Lachmann, David Reich, and Svante Pääbo (7 May 2010).  A Draft Sequence of the Neandertal Genome. Science 328 (5979), 710. [DOI: 10.1126/science.1188021]

En un estudio publicado 13 de mayo en la revista Science Express, los investigadores informan que hace miles de años los habitantes de las tierras altas del Tíbet comenzaron a adaptar genéticamente para evitar la policitemia (un proceso en la que el cuerpo produce demasiados glóbulos rojos sanguíneos en respuesta a la falta de oxígeno), así como otras anomalías de la salud como la inflamación de los pulmones y el cerebro (edema) y la hipertensión de los vasos pulmonares que conducen eventualmente a una insuficiencia respiratoria. Incluso en altitudes de 14.000 pies sobre el nivel el mar o superior, donde la atmósfera contiene mucho menos oxígeno que a nivel del mar, la mayoría de los tibetanos no sobreproducen las células rojas de la sangre y no desarrollan complicaciones pulmonares o cerebrales. Se encontraron evidencias de que esto podría estar relacionado con al menos 10 genes, dos de los cuales son los genes específicos asociados fuertemente con la hemoglobina, la molécula que transporta el oxígeno en la sangre.

Las adaptaciones a vivir en grandes altitudes se han producido en los seres humanos endiversos puntos del planeta, como con las poblaciones indígenas a la Cordillera de los Andes en América del Sur y en los nativos de las regiones montañosas de Etiopía en África. Sin embargo, los tibetanos han evolucionado los genes que otras personas que viven en elevaciones similares no han desarrollado, y por primera vez, tenemos los genes que ayudan a explicar que esta adaptación”, dijeron los autores.

El estudio se llevó a cabo después de realizar los análisis genéticos relacionados con la policitemia. “Lo que es único acerca de los tibetanos es que no desarrollan altos títulos de los glóbulos rojos”, dijeron los autores. Este a su vez  el mayor en el estudio de investigación que se haya hecho en el Tíbet. Algo no trivial teniendo en cuentas las condiciones políticas y geográficas de la región.

“Si podemos entender esto, podemos desarrollar terapias para las enfermedades humanas asociadas.”

Los investigadores tomaron las muestras de sangre de 75 personas que viven en un pueblo a 14.720 pies sobre el nivel del mar . Después de la eliminación de algunas muestras, por causas de parentesco y de otros factores, se redujo la selección de la muestra de sangre a 31 – lo suficientemente grande para la validez estadística del estudio. A estas muestras se le analizaron 1 millón de mutaciones genéticas o polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs) en su secuencia.

Al final resultó una lista de 247 genes candidatos relacionados con el procesamiento del oxígeno u otros rasgos fisiológicos potencialmente asociados con la capacidad de los tibetanos en el desarrollo en las alturas. Luego realizaron un análisis comparativo con las variantes de ADN en muestras de sangre de  personas vecinas pero de regiones más bajas en elevaciones. Esto ayudó a identificar los genes en los tibetanos que no fueron encontrados en las poblaciones cercanas. De este análisis los investigadores redujeron el número de genes candidatos hasta 10, incluido dos con una muy estrecha relación con la hemoglobina.

Aunque aún queda mucho trabajo, y podría haber otras razones fisiológicas que definan la capacidad de los tibetanos para prosperar en la altura, los investigadores creen que esos 10 genes podría haber permitido a los tibetanos evolucionar sus metabolismos más eficientemente y no sobreproducir los glóbulos rojos en respuesta a la dsminución del oxígneno en el aire. Los tibetanos también presentan mayores niveles de óxido nítrico, una molécula que puede ayudar a los tejidos a obtener más oxígeno y prevenir la policitemia.

Sería interesante hacer estos estudios genéticos en la La Paz, donde seguramente encontrarán esas y otras mutaciones.

Referencia

Genetic Evidence for High-Altitude Adaptation in Tibet Tatum S. Simonson, Yingzhong Yang, Chad D. Huff, Haixia Yun, Ga Qin, David J. Witherspoon, Zhenzhong Bai, Felipe R. Lorenzo, Jinchuan Xing, Lynn B. Jorde, Josef T. Prchal, and RiLi Ge. Genetic Evidence for High-Altitude Adaptation in Tibet. Science, 13 May 2010 DOI: 10.1126/science.1189406

Los virus han representado una amenaza para las poblaciones humanas en la historia y todavía representan una gran proporción de las enfermedades y muerte en el mundo. La identificación de variantes genéticas que modulan la susceptibilidad a las infecciones virales por lo tanto, es fundamental para el desarrollo de nuevos enfoques terapéuticos y vacunas.

Debido a la larga relación entre los seres humanos y los virus, las variantes de los genes que confieren una mayor resistencia a estos agentes patógenos probablemente han sido el blanco de la selección natural. Este concepto ha sido explotado para identificar dichas variantes en el genoma humano y que modulan la susceptibilidad a la infección o la severidad de la enfermedad resultante.

En particular, los autores basaron su estudio sobre la idea de que las poblaciones que viven en diferentes áreas geográficas han estado expuestos a diferentes cargas virales y por lo tanto han sido sometidos a un virus variable basado en la presión selectiva. Mediante el análisis de los datos genéticos para 52 poblaciones distribuidas en todo el mundo, los autores identificaron las variantes que muestran mayor frecuencia cuando la carga viral es alta. Con este enfoque, encontraron 139 genes humanos que modulan la susceptibilidad a las infecciones virales, los productos de las proteína de varios de estos genes interactúan entre sí y, a menudo con los componentes virales.

El estudio se basó en las predicciones generadas en las simulaciones por ordenador, por lo tanto será necesario la validación experimental de estos resultados. Los autores concluyen que con enfoques similar a la que se aplicaban podrían utilizarse para identificar variantes de susceptibilidad para las infecciones transmitidas por otros patógenos además de los virus.

Referencia

Fumagalli M, Pozzoli U, Cagliani R, Comi GP, Bresolin N, et al. Genome-Wide Identification of Susceptibility Alleles for Viral Infections through a Population Genetics Approach. PLoS Genetics, 2010; 6 (2): e1000849 DOI: 10.1371/journal.pgen.1000849

Los indígenas cazadores-recolectores del África meridional son el linaje más antiguo conocido de los humanos modernos. Por lo tanto conocer su genoma es  esencial para cualquier estudio sobrer la diversidad humana. ¿Qué sucedería si lo comparamos con el genoma de James Watson o J. Craig Venter, científicos representativos de la raza blanca?

Pues bien, científicos de varios continentes han secuenciado los genomas personales de cuatro bosquimanos que son líderes tribales de sus comunidades y con al menos 80 años de edad. Curiosamente, secuenciaron también el genoma de un representante muy querido de la etnia bantú el Arzobispo Desmond Tutu, quien, por su ascendencia Tswana y Nguni, es un representante ideal para la mayoría de los africanos del sur. Tutu fue un conocido luchador contra el Apartheid en los 80 y por su lucha le fue otorgado el Premio Nobel de la Paz en 1984.

El estudio identificó 1,3 millones de variantes genéticas (polimorfismos genñeticos) que los científicos antes no había observado. Estas variaciones genéticas revelan que los africanos del sur son muy diferentes genéticamente de los europeos, asiáticos y los africanos occidentales.

El estudio también revela niveles sorprendentes en las diferencias genéticas entre los participantes en el estudio individual. Webb Miller, profesor de biología y ciencias de la computación en Penn State, que ha realizado el análisis comparativo de los genomas, pone de relieve la singularidad genética de los bosquimanos: “En promedio, hay más diferencias genéticas entre dos bosquimanos en nuestro estudio que entre un europeo y un asiático. Para saber cómo los genes afectan a la salud, tenemos que ver la gama completa de la variación genética humana, y el sur de África es el lugar para buscar”.

Este proyecto ofrece una oportunidad única para comparar las ventajas de las tecnologías de secuenciación actuales, y demuestra que su combinación da lugar a datos más precisos “. Como las tecnologías de secuenciación está evolucionando rápidamente, el número de estudios de genómica está creciendo exponencialmente. “La genómica humana se está convirtiendo en un recurso médico realista y de gran alcance que ganará impulso en el 2010″.

Los investigadores esperan que estos genomas permitirán una identificación más precisa de las enfermedades causadas por raras variantes genéticas en los africanos del sur y también en la población mundial. Hasta la fecha, un enfoque de todo el genoma para determinar la susceptibilidad a las enfermedades genéticas se ha beneficiado de manera desproporcionada por el mundo occidental, en comparación con el continente africano, pero “Como resultado de este proyecto”, dijo Hayes “, los africanos del sur inmediatamente se incluirán en los estudios genómicos poblacionales”.

Los genomas estan a libre dispocisión de los científicos y se espera que los africanos del sur estarán mejor representados en los futuros estudios de cómo la variación genética influye en la eficacia de los medicamentos,  un campo de investigación conocido como farmocogenómica, que se basa en considerar los cambios en las secuencias del genoma humano durante el diseño de las drogas. La inclusión de estos genomas en los estudios farmocogenómicos se espera beneficie a los africanos del sur, que a menudo han sido mal representados por las farmacéuticas y que por lo tanto sufren de la efectividad de los fármacos, tales como los tratamientos anti-virales para el SIDA.

Los bosquimanos que participaron en este estudio son las primeras personas cuyos genomas han sido secuenciados y que todavía practican la recolección y la caza, lo que permite a los científicos a relacionar la fisiología única de los bosquimanos con las variantes genéticas detectadas en este estudio. “La disponibilidad del genoma de los bosquimanos y bantúes del Africa meridional permitirá a los investigadores a examinar uno de los pocos casos que quedan en el mundo de la alimentación y la coexistencia de grupos de agricultores”, dijo Schuster. Por ejemplo, el estudio identificó varias adaptaciones genéticas de los bosquimanos que les hacen mal a ciertos peligros de un estilo de vida agrícola, incluyendo las dietas altas en grasa y la exposición a la malaria.

Reflexiones personales

Hace unos años James Watson, uno de los descubridores de la estructura del DNA dijo unas frases muy polémicas sobre la supuesta supremacía blanca sobre la negra. “Todas nuestras políticas sociales están basadas en el hecho de que su inteligencia es la misma que la nuestra, cuando todas las pruebas demuestran que no es así”. Y remató su intervención añadiendo que “existe un deseo natural de que todos los seres humanos deben ser iguales, “pero la gente que tiene que tratar con empleados negros sabe que eso no es así”. Curiosamente el genoma de Watson fue secuenciado completamente y podriamos preguntarnos si estas diferencias estarían codificadas en el genoma.

Lamentablemente no puedo corrobar científicamente las afirmaciones de Watson, entre otras razones, pues aunque conocemos completamente la secuencia de su Genoma no  se conocen polimorfismos (cambios de secuencia) que esten relacionadas con una mayor inteligencia. Lo que si podemos hacer es ver a que enfermedades es propenso Watson a diferencia de los sudafricanos. Por ejemplo Watson no tiene el riesgo de contraer SIDA que tienen los africanos, de hecho presenta un genotipo rs9264942(C;C) que se asocia a una redución en un 90% de las posibilidades de infectarse con HIV.

Sin embargo, enfermedades modernas como la Diabetes y el Alzheimer afectarian más a la raza blanca y particularmente a Watson. “La única información que no quise conocer al recibir el análisis de mi genoma es la relativa al Alzheimer” dijo Watson en una entrevista. “Mi abuela tuvo esta enfermedad, mientras que mi madre murió muy joven, así que no tuvo tiempo. Pero no puedes hacer nada para evitarlo. No quiero saberlo, pero calculo que tendría entre un 10-20% de probabilidades”. Y en cuanto a la diabetes revisando los SNP de Watson vemos que, a diferencia de los africanos, tiene dos polimorfismos relacionados fuertemenrte con la Diabetes tipo 2 (rs7903146(C;T)) y tipo 1 (s9272346(A;G)).

Esto demuestra quizas que sus palabras sobre el África o fueron sacadas de contexto, o fueron dichas por el Dr. Watson bajo la influencia de algún fármaco, más que mal Watson tiene el genotipo rs1065852(T;T) lo que lo convierte en un pobre metabolizador de muchas drogas comunes como dextromorphan, sparteine, nortriptylina y codeine.

Así las cosas lo más probable es que los sudafricanos mueran de SIDA (es la segunda causa de muerte en la población activa en África) y que Watson lo haga  de diabetes o el exceso de algún medicamento, pero de lo que por ahora estamos seguros es que nuestra inteligencia y capacidad para triunfar en la vida están determinado por algo más que los genes.

Referencia

Stephan Schuster, Webb Miller, Aakrosh Ratan, Lynn Tomsho, Belinda Giardine, Lindsay Kasson, Robert Harris, Desiree Petersen, Fangqing Zhao, Ji Qi, Can Alkan, Jeffrey Kidd, Yazhou Sun, Daniela Drautz, Pascal Bouffard, Donna Muzny, Jeffrey Reid, Lynne Nazareth, Qingyu Wang, Richard Burhans, Cathy Riemer, Nicola Wittekindt, Priya Moorjani, Elizabeth Tindall, Charles Danko, Wee Teo, Anne Buboltz, Zhenhai Zhang, Qianyi Ma, Arno Oosthuysen, Abraham Steenkamp, Hermann Oostuisen, Philippus Venter, John Gajewski, Yu Zhang, B Pugh, Kateryna Makova, Anton Nekrutenko, Elaine Mardis, Nick Patterson, Tom Pringle, Francesca Chiaromonte, James Mullikin, Evan Eichler, Ross Hardison, Richard Gibbs, Timothy Harkins, Vanessa Hayes. Complete Khoisan and Bantu genomes from southern Africa. Nature, 2010 vol. 463 (7283) pp. 943-947.

Los pelos pertenecían a un miembro de la cultura antigua Saqqaq de Groenlandia, los primeros seres humanos que habitaron en la isla de hielo. Siempre los científicos se han preguntado de donde emigraron los Saqqaq  y si eran o no los antepasados de los Inuit y de los habitantes actuales de Groenlandia. Los nuevos hallazgos, detallados en la edición del 11 de febrero de la revista Nature, han ayudado a resolver este enigma.

Como es conocido las bajas temperaturas ayudan considerablemente a la buena conservación del ADN. Estos restos encontrados y gracias a la tecnologías actuales de secuenciación genómica, fueron suficiente para secuenciar el primer genoma humano antiguo y confirmar una antigua migración inesperada desde Siberia hacia el Nuevo Mundo, además de algunos de los rasgos propios de los Inuk.

Junto con los ojos marrones, la piel morena y el vello facial, tenían “una tendencia a la calvicie”, dijo Eske Willerslev, genetista del Instituto Niels Bohr en Dinamarca. “Pero debido a que encontramos bastante pelo de este individuo, suponemos que murió joven.”

Los restos de Inuk – cuya tradución del Inuit es “persona” o “ser humano” fueron encontrados en Qeqertasussuk, un sitio arqueológico en el suroeste de Groenlandia.

Unos cuantos fragmentos de hueso y mechones de pelo encontrados en el sitio son los únicos restos biológicos de la Saqqaq, los primeros habitantes conocidos del Ártico.

Existe controversia sobre el origen de la Saqqaq’s. Algunos antropólogos creen que eran descendientes de tribus de América del Norte que vagaban por la isla, o de antepasados de los Inuit modernos que no dejaron huella arqueológica.

Sin embargo, el análisis reveló que el color de ojos Inuk y la calvicie inminente son patrones genéticos más estrechamente relacionados con los que ahora se encuentra en los habitantes indígenas de la Siberia oriental. Es decir, los Saqqaq parecen tener su origen en la Siberia oriental.

Los resultados apoyan los resultados de un análisis del ADN mitocondrial de los cabellos publicados anteriormente en la revista Science. Ese estudio también mostró los patrones de origen siberiano, y una ruptura biológica clara entre la cultura Dorset (el siguiente grupo más antiguo de los paleo-esquimales) y los ancestros de los Inuit.

El genoma del Inuk es el más antiguo reconstruido completamente por los científicos. Será muy difícil realizar estos desciframientos en climas más cálidos, donde el DNA se degrada mucho más rápido. Pero hace 10 años, ¿Quién iba a pensar que estariamos secuenciando un genoma de más de 4000 años? Habrá que esperar y darle a la ciencia el beneficio de  la duda.

Referencia

Morten Rasmussen, Yingrui Li, Stinus Lindgreen, Jakob Skou Pedersen, Anders Albrechtsen, Ida Moltke, Mait Metspalu, Ene Metspalu, Toomas Kivisild, Ramneek Gupta, Marcelo Bertalan, Kasper Nielsen, M. Thomas P. Gilbert, Yong Wang, Maanasa Raghavan, Paula F. Campos, Hanne Munkholm Kamp, Andrew S. Wilson, Andrew Gledhill, Silvana Tridico, Michael Bunce, Eline D. Lorenzen, Jonas Binladen, Xiaosen Guo, Jing Zhao, Xiuqing Zhang, Hao Zhang, Zhuo Li, Minfeng Chen, Ludovic Orlando, Karsten Kristiansen, Mads Bak, Niels Tommerup, Christian Bendixen, Tracey L. Pierre, Bjarne Grønnow, Morten Meldgaard, Claus Andreasen, Sardana A. Fedorova, Ludmila P. Osipova, Thomas F. G. Higham, Christopher Bronk Ramsey, Thomas v. O. Hansen, Finn C. Nielsen, Michael H. Crawford, Søren Brunak, Thomas Sicheritz-Pontén, Richard Villems, Rasmus Nielsen, Anders Krogh, Jun Wang & Eske Willerslev. Ancient human genome sequence of an extinct Palaeo-Eskimo. Nature 11 February 2010, doi:10.1038/nature08835