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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