La base genética de la evolución del cuerpo de los humanos

Las diferencias genéticas importantes no solo están en la secuencia de ADN (gcttaatgc…), sino también en otras cosas que se pegan encima de ella (modificaciones epigenéticas, encima de los genes). Científicos de la Universidad Hebrea de Jerusalén, el Instituto Max Planck de Leipzig y las universidades de Oviedo y Cantabria han reconstruido por primera vez los mapas epigenéticos de los neandertales y los denisovanos, y los han comparado con los humanos modernos. Hay 2.000 regiones genómicas diferentes, entre ellas las que albergan a los genes Hox que organizan el cuerpo de todos los animales, lo que explica las diferencias morfológicas entre los tres grupos de humanos.

Los investigadores han utilizado los genomas de alta calidad obtenidos de los huesos fósiles de dos mujeres —llamarlas hembras resulta algo chocante— que vivieron hace unos 50.000 años: una neandertal y una denisovana. Esta última especie se ha definido en años recientes a partir de su ADN fósil, y apenas se sabe nada de su morfología ni de su extensión geográfica. La gran innovación del estudio es que los científicos han encontrado una forma de deducir las pautas de activación genética de esas dos especies.

Una de las principales modificaciones epigenéticas es la adición de un grupo metilo (-CH3, un átomo de carbono y tres de hidrógeno) a una de las letras del ADN (la c, o citosina). Esta actividad de metilación nació evolutivamente como un sistema para inactivar a los transposones, antiguos genomas de virus que han perdido su capacidad infectiva pero conservan la de moverse de un sitio a otro por el genoma.

La metilación sirve hoy además para inactivar grandes tramos de ADN humano

La metilación sirve hoy además para inactivar grandes tramos de ADN humano, incluida la totalidad de un cromosoma X en las mujeres (las hembras tienen dos, o XX, mientras que los machos solo tienen uno, o XY). Los humanos empezamos el desarrollo con la mayoría d los genes abiertos, y el desarrollo del embrión implica la desactivación progresiva de unos genes u otros en cada zona del cuerpo.

Los patrones de metilación son idénticos al 99% entre los humanos modernos y las dos especies antiguas. Los diamantes residen en el 1% restante, y las joyas de la corona son dos genes Hox cuyo patrón de actividad difiere netamente entre las especies antiguas y la moderna. Estos genes forman filas en el genoma (del Hox1 al Hox13), y definen zonas igualmente consecutivas del cuerpo. Por ejemplo, cabeza, cuello, dorsales, lumbares y demás; u hombro, brazo, antebrazo, muñeca, palma de la mano y dedos.

Los cambios de metilación en esos dos genes Hox se corresponden con las diferencias morfológicas entre los humanos antiguos y modernos, como la longitud del fémur, el tamaño de las manos y los dedos y la anchura de los codos y las rodillas.

¿Podremos deducir algún día todas las características de una especie partiendo solo de su genoma? Todo indica que sí.