Elena Bosch estableció su grupo de investigación en la Universidad Pompeu Fabra (UPF) después de un postdoc en Inglaterra. Unos doce años después, el Grupo de Genética Evolutiva de Poblaciones del Instituto de Biología Evolutiva (IBE:UPF-CSIC) es pequeño —dos estudiantes de doctorado y una de máster—, pero está bien acompañado. “Hacemos una investigación muy cercana a la de los otros grupos del departamento, con los cuales colaboramos mucho”, dice la jefa del grupo. Buscan señales de adaptación en los genomas humanos que expliquen cómo nos hemos adaptado a los diferentes ambientes con los que nos hemos ido encontrando desde la salida del hombre de África. Para ello utilizan datos genómicos que obtienen principalmente del proyecto internacional “Diversidad del genoma humano”, el cual contiene líneas celulares de individuos de 51 poblaciones de todo el mundo. “Hace ocho años recopilábamos muestras de todo el mundo y las secuenciábamos. Ahora, el genoma completo de la mayoría de estos tipos de muestras ha sido secuenciado y consultamos las bases de datos directamente”, explica la bióloga.
Más allá del qué: el porqué
Pero el grupo no quiere encontrar sólo señales de selección, sino identificar y demostrar qué variantes funcionales hay detrás de cada señal y entender en respuesta a qué situación, a qué presión selectiva, ocurrió cada adaptación. Primero analizan la secuencia de ADN para buscar huellas características de selección, como por ejemplo una reducción drástica de la diversidad o un exceso de variantes raras alrededor de genes candidatos. “Esto nos da pistas de que este fragmento del genoma está siendo favorecido. Y tenemos tests para comprobar que estas ‘pistas’ son reales”, explica Bosch.
El segundo paso es ver qué variaciones son funcionales. Además de hacerlo a escala computacional, intentan comprobarlo de manera experimental. “Muchas veces vamos ‘a casa de alguien’, porque nosotros no podemos hacer la parte experimental específica de cada caso. La ventaja es que podemos buscar al experto en el gen implicado y establecer colaboraciones muy productivas”, dice la jefa del grupo.
Un estudio reciente ha sido el análisis de un receptor de zinc con dos variantes: una presente en poblaciones africanas y la otra fuera de África. Expresaron las dos versiones en líneas celulares y vieron que la variante asociada a señales de adaptación reciente en las poblaciones subsaharianas transportaba menos zinc dentro de la célula. “Creemos que esta variante está relacionada con una adaptación contra algún patógeno local que necesita el zinc para reproducirse dentro de las células”, explica la científica.
“No todas las mutaciones son malas: generan variedad, y esto es importante, porque no sabemos cómo variará el ambiente en el futuro”
Actualmente el grupo estudia otras adaptaciones genéticas. A partir de muestras de hígado de 150 individuos europeos, analizan variantes genéticas en 110 genes relacionados con la homeostasis de micronutrientes, su expresión a nivel de ARN y la cantidad de proteína producida. Analizando la variabilidad genética alrededor de las variantes funcionales encontradas en diferentes poblaciones, han detectado cinco señales de selección, tres de ellas nuevas. “Los micronutrientes juegan un papel muy importante en la resistencia a infecciones y, como provienen de lo que comemos, sus niveles varían en diferentes regiones”, dice la investigadora.
De la evolución al Parkinson
Recientemente, el grupo ha dado un giro a los métodos evolutivos y los ha utilizado para encontrar variantes raras implicadas en enfermedades complejas. “Hay muchas variantes comunes que dan predisposición a sufrir Parkinson, pero sumándolas todas todavía hay una parte de la heredabilidad de la enfermedad que no se explica”, explica Bosch. Por eso el grupo secuenció 30 genes candidatos en un grupo de enfermos que presentaban la forma esporádica de Párkinson y en otro de controles sanos. Usando los métodos evolutivos, identificaron que los pacientes presentaban un exceso de variantes raras en genes relacionados con los casos hereditarios de la enfermedad.
Volviendo al objetivo principal del grupo, Bosch defiende el estudio de la evolución adaptativa, e incluso las mutaciones. “No todas las mutaciones son malas: generan variedad, y esto es importante, porque no sabemos cómo variará el ambiente en el futuro”, concluye.
