“La función del ADN como material de la herencia se estableció hace apenas 78 años y su estructura y mecanismos moleculares hace menos de 70 años. Conocer la secuencia precisa de nucleótidos del ADN, el acomodo de cada uno de sus “ladrillos” constituyentes (A, T, G, C) era un proceso químico extraordinariamente complejo y tardado. Apenas en 1977 se presentó un método muy preciso que se utilizó para la secuenciación completa de un virus.”

 

Horacio Cano Camacho

Estudiar -y comprender- la evolución de los seres vivos es un problema complejo, sobre todo cuando hablamos de especies como nosotros. Analizar bacterias o virus es más sencillo porque en unas horas podemos contar con varias generaciones y analizar los cambios que se van operando en cada generación, incluso empujar esos cambios.

De manera que en especies de ciclos de vida más largos o las que ya no están, tenemos que inferir esos cambios históricos: cómo, cuándo han surgido y qué significado tienen esos cambios. Se analizan los genes entre especies vivas y como conocemos los procesos moleculares que le acontecen a estos genes, podemos inferir cuando se produjeron. No tenemos acceso a los genes de hace millones de años ni, aunque viviésemos en un parque jurásico, solo tenemos el producto de esos genes, los fósiles, las huellas. Es un ejercicio muy difícil, créame.

Pero se han logrado avances sorprendentes. Los registros fósiles han sido un recurso muy valioso para ir entendiendo los cambios evolutivos de muchas especies, sin embargo, es muy difícil contrastar a nivel de los genes lo que ahora somos con lo que fuimos. Hasta que se descubrió que, en muchos restos de especies desaparecidas, el ADN, los genes, podría sobrevivir, no sin muchos daños y claro, en especies relativamente recientes, de unos miles de años de antigüedad.

La función del ADN como material de la herencia se estableció hace apenas 78 años y su estructura y mecanismos moleculares hace menos de 70 años. Conocer la secuencia precisa de nucleótidos del ADN, el acomodo de cada uno de sus “ladrillos” constituyentes (A, T, G, C) era un proceso químico extraordinariamente complejo y tardado. Apenas en 1977 se presentó un método muy preciso que se utilizó para la secuenciación completa de un virus. Este método rápidamente se automatizó, aumentando notablemente nuestra capacidad de analizar genomas completos y compararlos dentro de individuos de la misma especie y, al aumentar las secuencias publicadas de otras especies, iniciar la comparación entre estas.

Completar la secuenciación del genoma humano, apenas en el año 2000, nos permitió comparar el genoma de poblaciones humanas, pero seguía faltando hacerlo con poblaciones y especies ya extintas de las que disponíamos de ADN.

Un problema mayúsculo es que este ADN purificado de huesos y otros restos humanos no está integro. En realidad, después de miles de años ha sufrido fragmentación, degradación y contaminación por bacterias, virus, incluso ADN de humanos actuales que manipularon los restos.

De manera que no ha sido coser y cantar. Las investigaciones en arqueología y la antropología habían acumulado una cantidad apreciable de huesos del pasado humano, lo que proporcionó ADN en “buena cantidad”, pero se necesitaban nuevas tecnologías para lidiar con los problemas de integridad. Un joven investigador sueco, Svante Pääbo, desarrolló los métodos para enfrentar este problema.

Pääbo decidió utilizar ADN mitocondrial (ADNmt)… Las mitocondrias son organelos muy abundantes en las células, donde funcionan como la fuente de energía química de las mismas. Poseen pequeños cromosomas de ADN que se remontan a su pasado bacteriano. Este ADN es pequeño, muy abundante (se encuentra en miles de copias), tiene una muy alta tasa de mutación (cambia mucho comparado con el ADN del núcleo), no se recombina y se hereda por vía materna y esto lo hace muy interesante.

Podemos extraer ADNmt de huesos, dientes, cabello, o cualquier tejido disponible. Posee unos pocos genes relacionados con la función respiratoria de las mitocondrias y otras regiones que no tienen información y que varían mucho (polimorfismos, le decimos). Estas regiones altamente polimórficas pueden utilizarse para identificar a una persona o trazar su ancestría. Otra ventaja es que no necesitamos aislar mitocondrias para obtener el ADNmt. Sacamos al ADN total del tejido disponible y luego empleando la técnica de PCR, amplificar las regiones polimórficas del ADN de nuestro interés.

Estas técnicas las desarrolló Pääbo y su grupo, que lograron secuenciar una región de ADNmt de hace 40 mil años, lo que permitió comparar el ADN de un ancestro ya extinto con el de humanos actuales y sus parientes más cercanos contemporáneos, demostrando que los neandertales, que es de donde se extrajo el ADNmt, eran una especie distinta de humanos ya extinta (Homo neanderthalensis).

Pääbo se propuso entonces armar el rompecabezas de fragmentos de ADN nuclear de esta nueva especie, y luego de un esfuerzo titánico logró completar la secuencia completa en 2010. Estos sorprendentes hallazgos demostraron que un ancestro común de nosotros (Homo sapiens) y los neandertales existió hace unos 800 mil años: la evolución humana evidenciada de la manera más sólida por vez primera.

Teniendo el genoma completo, podemos compararlo con los parientes contemporáneos y ¡sorpresa! Se descubrió que ambas especies se hibridaron en algún momento y podemos rastrear las huellas de esta cohabitación en nosotros. Entre el 1 y el 4% del genoma de la población humana actual con ascendencia europea y asiática, viene de esta hibridación entre homínidos, lo que son malas noticias para los amantes de la “pureza” y la superioridad.

Hay más cosas que se desprenden de los aportes de Svante Pääbo, como que también tenemos hibridación con otro homínido, el Denisova o llamado Homo denisoviensis. Estas hibridaciones no son neutrales, ahora sabemos que las secuencias genéticas provenientes de estos amoríos arcaicos confieren ventajas para la supervivencia gracias a que aportan nuevas características inmunológicas como respuesta a distintos tipos de infecciones, o capacidad de sobrevivir bajo ciertas condiciones ambientales (la altura, por ejemplo).

Todo ello condujo a que el Comité de los Premios Nobel decidiera otorgar el premio a Svante Pääbo este año, algo más que merecido.

Originario de un pueblo del Bajío michoacano, toda mi formación profesional, desde la primaria hasta el doctorado la he realizado gracias a la educación pública. No hice kínder, por que en mi pueblo no existía. Ahora soy Profesor-Investigador de la Universidad Michoacana desde hace mucho, en el área de biotecnología y biología molecular… Además de esa labor, por la que me pagan, me interesa mucho la divulgación de la ciencia o como algunos le dicen, la comunicación pública de la ciencia. Soy el jefe del Departamento de Comunicación de la Ciencia en la misma universidad y editor de la revista Saber Más y dedico buena parte de mi tiempo a ese esfuerzo.