La variant genètica denisovana més estesa a la població mundial

L’equip de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE: CSIC-UPF) dirigit per Elena Bosch ha identificat la variant genètica denisovana més freqüent a la població mundial trobada fins avui. En col·laboració amb l’equip d’investigació de Rubén Vicente del Departament de Medicina i Ciències de la vida, Universitat Pompeu Fabra (MELIS-UPF), han descobert que aquesta variant està relacionada amb el transport del zinc a nivell mitocondrial i es podia haver seleccionat perquè suposava un avantatge davant els climes freds.

L’estudi ha estat un trencaclosques que s’ha resolt gràcies a la col·laboració entre els dos centres del Parc de Recerca Biomèdica de Barcelona (PRBB), i a la posada en marxa de noves metodologies en els dos equips. A més d’obrir noves preguntes per a aquests dos laboratoris, sobre l’extensió de la variant i sobre el paper del zinc a la mitocòndria, aquesta recerca també ha trobat una relació entre la variant i la predisposició a patir certs trastorns mentals que podria ser estudiada en un futur. Els autors han trobat certa relació entre aquesta variant genètica i la predisposició dels humans a patir malalties com l’anorèxia nerviosa, el trastorn d’hiperactivitat, el trastorn de l’espectre autista, el trastorn bipolar, la depressió, el trastorn obsessiu compulsiu (TOC) i l’esquizofrènia.

La variant genètica que no para de generar preguntes interessants

Els primers passos d’aquesta recerca, que ha durat prop de 4 anys, els va fer l’IBE en el marc de la tesi doctoral d’Anna Roca-Umbert. Ja es coneixia la mutació al gen SLC30A9, que codifica un transportador de zinc, i la seva selecció. Però el laboratori volia entendre la seva rellevància funcional i com s’havia donat aquest procés de selecció. D’aquest transportador “es coneixia molt poc la funció. Per començar, on es trobava dins la cèl·lula i, després, què feia”, explica Bosch.

La primera pregunta que es va fer l’equip de l’IBE va ser quins canvis funcionals ha produït aquest canvi genètic en el transportador de zinc.

Per comprendre millor el procés de selecció d’aquesta variant genètica el grup de l’IBE va demanar la col·laboració de l’equip d’en Ruben Vicente al MELIS-UPF, experts en l’estudi de canals i transportadors iònics. La primera pregunta va ser quins canvis funcionals ha produït aquest canvi genètic en el transportador de zinc. L’equip de Vicente va haver d’incorporar noves tècniques per a l’estudi d’aquest transportador quan van descobrir que no es trobava a la membrana, sinó a dins la cèl·lula, una localització més difícil d’analitzar. Així, van identificar la importància d’aquest transportador en processos metabòlics associats a la mitocòndria i van descobrir que la variant seleccionada es relaciona amb un metabolisme exacerbat.

La següent pregunta va ser de nou per l’IBE: quin sentit evolutiu tenen aquestes variacions funcionals en el transportador? El grup de Bosch va identificar la freqüència de la variant, que està més estesa en poblacions no africanes – a l’Àfrica és quasi inexistent-, és majoritària a l’est asiàtic i es troba en aproximadament la meitat de la població europea. Amb noves metodologies que permeten calcular el coeficient i el moment de selecció, Jorge Garcia-Calleja, un altre estudiant de doctorat al grup, va determinar que la variació es va originar fa 60.000 anys, poc després de la sortida d’Àfrica. L’equip de l’IBE també va identificar que es tracta d’un material genètic propi dels denisovans, un grup d’homínids arcaics proper als neandertals.

Com que no s’havia trobat mai una variació denisovana tan estesa a nivell mundial, el descobriment es va rebre amb escepticisme i l’equip va haver d’aportar evidències robustes que demostren que aquest gen, i una zona del genoma associada, responen a un creuament de l’Homo sapiens amb aquests homínids arcaics. Considerant el context històric en que es va seleccionar aquest genotip i la relació del gen mutat amb un metabolisme exacerbat, la hipòtesi de la seva selecció per a l’adaptació al fred és la més plausible.

“No se sap molt del paper del zinc a la mitocòndria i per això aquest estudi ens ha donat peu a obrir una nova línia de recerca per anar una mica més enllà”

Rubén Vicente, MELIS-UPF

Tots dos equips continuen investigant amb les noves preguntes que ha obert aquest descobriment. “No se sap molt del paper del zinc a la mitocòndria i per això per a nosaltres ha donat peu a obrir una nova línia de recerca per anar una mica més enllà. A més s’ha vist que aquest transportador és un master regulator de malalties neurodegeneratives, com el Parkinson”, explica Vicente del MELIS-UPF. Per a l’IBE l’interès es troba en “mirar ADNs antics de diferents poblacions per poder veure més concretament quan es va donar aquest canvi”, explica Bosch.