sábado, 28 de abril de 2012



Los genetistas identifican los genes vinculados a la estatura de los pigmeos africanos occidentales Pequeña

Si los pigmeos son conocidos por un rasgo, es su baja estatura: los hombres enanos miden apenas 4'11 "en promedio, pero la razón por la cual estos grupos son tan cortos y los grupos de vecinos que no son aún no está claro. Los científicos han propuesto varias teorías sobre la base de la selección natural, incluyendo el tamaño de los pigmeos de la reducción bajó los requerimientos nutricionales, ayudó a manejar mejor los climas cálidos, o que les permitió llegar a la madurez sexual a una edad más temprana.

Ahora un nuevo estudio de los pigmeos de África Occidental en Camerún, dirigido por los genetistas de la Universidad de Pennsylvania, identifica los genes que pueden ser responsables por el tamaño de los pigmeos relativamente pequeño.

El trabajo también proporciona evidencia sobre la base de firmas genéticas de la selección natural para sugerir por qué estos grupos evolucionaron para ser pequeño, con señales que indican vías hormonales y la regulación del sistema inmune como posibles conductores.

"Ha habido un largo debate acerca de por qué los pigmeos son tan cortos, y si se trata de una adaptación a vivir en un ambiente tropical", dijo Sarah Tishkoff, autor principal del estudio y Penn integra profesor de Conocimiento con los nombramientos en el departamento de genética de la Perelman Facultad de Medicina y en el departamento de biología de la Escuela de Artes y Ciencias. "Creo que nuestros resultados nos están diciendo que la base genética de rasgos complejos, como la altura puede ser muy diferente en las poblaciones de todo el mundo diversos".

Mientras cientos de estudios han intentado e identificado genes que juegan un papel importante en las variaciones de altura en las poblaciones europeas - casi 180 de estos genes se han señalado - este es el primer genoma completo estudio de los genes que contribuyen a la estatura en poblaciones pigmeas africanas.

"Al realizar un análisis genético detallado, el Dr. Tishkoff y sus colegas han identificado varios genes candidatos que han jugado un papel adaptativo en las poblaciones de pigmeos, entre ellos varios relacionados con la estatura", dijo Irene Eckstrand, que supervisa la evolución de biología subvenciones de los Institutos Nacionales Nacional de Salud del Instituto de Ciencias Médicas Generales, que financió parcialmente el trabajo. "Esta investigación ilustra el valor del estudio de los rasgos humanos en sus contextos evolutivos y ecológicos para la comprensión de cómo los seres humanos adaptados a sus entornos locales".

Tishkoff dirigió el estudio con José Jimenez, un investigador post-doctoral de Penn en el momento se llevó a cabo el estudio y ahora un científico de investigación senior en el Instituto Coriell de Investigación Médica. Otros contribuyentes incluyen Penn Laura Scheinfeldt, Soi Sameer, Lambert Charla, Ferwerda Bart y Beggs Guillermo del Departamento de Genética.

Los investigadores de Penn colaboró ​​con Larsson Omberg, Gabriel Hoffman y Jason Mezey la Universidad de Cornell, Alain Froment del Musée de l'Homme en Francia, y Jean-Marie Bodo del Ministère de la Recherche Scientifique et de l'Innovation en Camerún.

Su artículo fue publicado 26 de abril en la revista PLoS Genetics.

África es la cuna de la humanidad y sigue siendo un continente plagado de ejemplos de la variación dentro de nuestra especie, incluyendo la variación en el tamaño corporal, que van desde corta estatura pigmea de cazadores-recolectores de porte alto pastores de África oriental. Los individuos en uno de estos grupos, los únicos occidentales pigmeos africanos, son 17 centímetros más corto que el promedio de sus vecinos de habla bantú.

Estos dos grupos se separaron genéticamente 60-70.000 años. Sin embargo, alrededor de 4-5,000 años, de habla bantú grupos se expandió en los bosques tropicales, donde los ancestros de los pigmeos vivían. Los contactos resultante condujo a la población de mezcla, por lo general los hombres bantúes se reproducen con las mujeres pigmeas. Sus hijos volvería a los pueblos pigmeos; genomas, por lo tanto pigmeos reflejan las contribuciones de los bantúes, mientras que los genomas bantúes contienen poco o ningún aporte de los pigmeos.

Usando una variedad de análisis, el equipo de Tishkoff se aprovechó de las diferencias de estatura y la historia de intercambio genético entre los bantúes y los pigmeos para buscar genes candidatos responsables de tamaño de los pigmeos de los pequeños.

Los genetistas de los genomas de 67 pigmeos y 58 bantus de mutaciones particulares - conocidas como polimorfismos de nucleótido único, o SNP - que proporcionan información acerca de la ascendencia de los individuos. Se confirmó que las diferencias de altura tenía un componente genético, como el más ascendencia bantú un pigmeo había, el más alto que el individuo tiende a ser.

Aunque, en general, los genomas de los pigmeos eran muy mezclados con los genomas bantúes de miles de años de intercambio genético, los investigadores identificaron una región del cromosoma 3 que tendían a tener tramos de ADN que fueron claramente diferentes entre los bantúes y los pigmeos. La misma región también se presentó cuando los genetistas buscaron en los genomas de los sujetos de estudio, para las señales de selección natural. Y volvió a surgir cuando buscaron una correlación con la altura.

"Con todos estos enfoques diferentes que seguía viendo a muchos de ellos destacar que la región en el cromosoma 3", dijo Tishkoff. "Nos pareció que era un punto caliente para la selección y para la diferenciación de muy alta y, según parece, una asociación muy fuerte con la altura también."

Esta singularidad llamó la atención, por lo que el zoom para ver más de cerca a los genes codificados en esta área.

Entre los que se destacaron fueron DOCK3 y CISH. DOCK3 es un gen que se expresa en el cerebro y se ha relacionado con variación de la altura en las poblaciones europeas. Y CISH, ubicado a unos relativamente cerca de 63.000 pares de bases por la cadena de ADN a partir DOCK3, codifica una proteína implicada en una vía de señalización molecular que regula la hormona del crecimiento humano. Los ratones que sobreexpresan CISH son de tamaño pequeño.

CISH también ha sido implicado en la susceptibilidad a las enfermedades infecciosas, un hallazgo potencialmente significativo, ya que los pigmeos, que viven en un clima de bosque tropical, las cargas pesadas de los hombros de los parásitos y otros agentes causantes de enfermedades.

En una serie final de los análisis, los investigadores tomaron SNPs en los pigmeos que mostraban signos evidentes de estar bajo la selección natural - es decir, las mutaciones que parecían conferir una ventaja evolutiva y por lo tanto se pasaron de generación en generación - y buscaron los genes situados en las cercanías en el ADN. También sacó SNPs con la asociación más fuerte con la altura.

Las vías biológicos en los que estas mutaciones identificadas pueden estar implicados incluyen los que tienen que ver con la activación hormonal reproductivo, la activación hormona tiroidea, la función del sistema inmune y de la insulina y la regulación hormona del crecimiento.

"Seguimos viendo el enriquecimiento de los genes involucrados en la oxitocina, la serotonina y liberadora de tirotropina del receptor de la hormona de las vías de señalización en nuestras exploraciones en todo el genoma de la selección natural", dijo Tishkoff. "Los genes en las vías son importantes en la reproducción y el metabolismo, y que era interesante a la luz de la hipótesis de que la razón de los pigmeos son cortos es para que puedan alcanzar la madurez reproductiva temprana."

Reproducción temprana podría ser una ventaja significativa en los pigmeos, cuya vida se extiende por medio de entre 15 y 24 años, Tishkoff añadió.

"Por el contrario, los genes enriquecido para la asociación con la altura incluyen los que participan en la hormona del crecimiento y las vías de señalización de la insulina, aumentando la resistencia a los estudios fisiológicos que indican que las alteraciones en estas vías desempeñan un papel importante en la baja estatura de los pigmeos".


Tishkoff dijo que los resultados también plantean la posibilidad de que la baja estatura en sí no era ni siquiera el rasgo en la selección, sino que surgió porque los genes relacionados con la altura también podría tener otras funciones, como las de aumentar la inmunidad.

Jarvis señaló que el enfoque de múltiples facetas que el equipo utilizado es probable que sea útil en el futuro en la búsqueda de la base genética de rasgos complejos que involucran más de un gen en su expresión, características como la altura o un riesgo aún mayor de las enfermedades hereditarias como la diabetes o cáncer.

"Nuestro enfoque se basó en múltiples análisis y en la integración de las múltiples señales que hemos descubierto", dijo Jarvis. "El proceso evolutivo es increíblemente complicada y rara vez produce obvias características genéticas, así que es muy importante ser sensible a los patrones sutiles. En última instancia nuestro análisis puesto de manifiesto repetidamente regiones similares del genoma, y ​​que la superposición es lo que sugiere que algo interesante está pasando."


El estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Nacional de Ciencias.



Fuente: ScienceDaily.

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