La explicación de lo que nos hace humanos se reduce a solo 80 genes

Este es uno de los hallazgos de un ambicioso proyecto, plasmado en ocho estudios, cinco codirigidos por investigadores españoles, que han secuenciado el genoma de 809 primates de 233 especies, la mitad de las que existen en todo el mundo. Los resultados, publicados este jueves en un número especial de la revista 'Science', algo excepcional para la ciencia española, revelan también una nueva forma de encontrar mutaciones genéticas causantes de muchas enfermedades humanas, como las cardiopatías, los cánceres hereditarios o la diabetes. De igual forma, los hallazgos pueden ser útiles para desarrollar estrategias para la conservación de estos animales.

«Los humanos somos primates. Sabíamos que estudiar a nuestros parientes evolutivos nos iba a dar mucha información de cómo funcionamos como organismos, en la salud y en la enfermedad. Y este grupo de estudios lo confirma», dice Tomàs Marquès-Bonet, investigador ICREA en el Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF) y catedrático de Genética en la Universidad Pompeu Fabra (UPF). Lidera los estudios junto a Kyle Farth, de la biotecnológica estadounidense Illumina, y Jeffrey Rogers, del Baylor College of Medicine (EE.UU.). En el proyecto han colaborado investigadores de 24 países.

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Al comparar el genoma humano con los de este gigantesco catálogo de primates -hasta este estudio solo se conocían 20, por lo que multiplica por cuatro los disponibles-, el equipo descubrió que la mitad de los genes que se creían que eran específicamente humanos no lo son, sino que están compartidos con alguna de las especies secuenciadas. De esta forma, la cantidad de genes que llevan mutaciones «puramente humanas» se reducen a 80, «algunos de ellos relacionados con el tamaño del cerebro, que es una de las características que nos definen como humanos», señala Marquès-Bonet. Son «candidatos clarísimos a explicar por qué somos diferentes».

«El estudio reduce el número de variantes exclusivamente humanas, pero debe tenerse en cuenta que el genoma humano y el de un primate son extremadamente grandes. No se trata de cuántas diferencias hay entre ellos, sino de cuáles son», explica Ivo Gut, director del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG) en Barcelona, donde se han secuenciado el 80% de los genomas utilizados en estos trabajos. «Incluso dentro del genoma humano, un solo cambio de base de las poco más de 3.000.000.000 de bases de nuestra secuencia genómica de referencia puede ser la diferencia entre estar afectado por una enfermedad grave o no. Este es, por ejemplo, el caso de muchas de las más de 6.000 enfermedades raras conocidas. La diferencia entre el ser humano y el primate podría estar impulsada por solo unos pocos miles de cambios genéticos relevantes y muchos otros podrían ser meros espectadores que transmiten poco a esta diferencia», recuerda.

Con todo, Gut subraya que lo que nos hace humanos es «mucho más que la genética. Si tomas a un humano de la Edad de Piedra y lo comparas con un humano moderno, la genética sería bastante similar, pero no seríamos iguales en cómo nos comportamos en la sociedad, cómo criamos a nuestros hijos, cuán empáticos somos o cómo y por qué luchamos unos contra otros en las guerras. Sin embargo, si un niño de la Edad de Piedra se criara en nuestra sociedad actual, sería capaz de aprender a leer y escribir, querría usar las redes sociales y ver la televisión como nuestros hijos. Al contrario, si tomas un primate y tratas de enseñarle a hablar, no tendrás éxito. El primate no tiene el modelo genético correcto para desarrollar facultades como el habla».

Para Marquès-Bonet, «los primates están tan cerca de los humanos y al mismo tiempo tan alejados que son perfectos para encontrar los cambios que nos hacen únicos. Nos van a ayudar a entender qué nos diferenció, aunque lo que no sabremos nunca es el por qué».

Otro de los aspectos más interesantes del megaproyecto es que esta colección de genomas puede ayudar a encontrar mutaciones clave entre cientos de miles posibles en enfermedades humanas comunes como la diabetes, las cardiopatías o algunos tipos de cáncer, cuyas causas se desconocen.

«En estos artículos demostramos por primera vez que la presencia en un primate de una mutación existente en un tejido humano puede decirnos si es relevante para una enfermedad», señala Marquès-Bonet. Si la mutación se encuentra en más primates además de nosotros, «nos indica que la evolución lo ha permitido en un organismo muy parecido al nuestro, por lo que probablemente no tenga consecuencias dañinas y no es la candidata a dañar la biología celular», subraya. Por contra, si la mutación no aparece en ninguna de las 233 especies de primates, es probable que sea la causa de la enfermedad.

Al comparar los genomas de primates no humanos con el humano, la investigación ha identificado 4,3 millones de mutaciones que afectan a la composición de los aminoácidos y pueden alterar la función de las proteínas. Estas mutaciones son la base para realizar estudios comparativos con las variantes humanas e identificar las que causan muchas enfermedades. Un 6% son abundantes en primates, por lo que se consideran potencialmente benignas. Esto se ha logrado gracias a un nuevo algoritmo de aprendizaje profundo, PrimateAI-3D, una especie de ChatGPT para genética que utiliza la secuencia del genoma en lugar del lenguaje humano.

«Con esto no vamos a curar nada, pero sí reduce, y muchísimo, el sitio donde mirar las mutaciones causantes en vez de ir a ciegas por todo el genoma. Si el número de mutaciones a tener en cuenta es menor, el diagnóstico va a ser mucho más rápido y el tratamiento, mejor», afirma el investigador.

El número especial de 'Science', que también incluye otros tres artículos de un equipo chino que ha secuenciado 35 especies con un solo individuo, pero de altísima calidad, tiene repercusiones en muchos ámbitos, como las relaciones filogenéticas entre las especies de primates. Uno de los estudios muestra que los babuinos amarillos del oeste de Tanzania son los primeros primates no humanos que han recibido aportaciones genéticas de tres linajes distintos, lo que puede ser un buen modelo para la evolución de humanos modernos, neandertales y denisovanos, que se sabe también se cruzaron.

Igualmente, estos trabajos pueden resultar fundamentales para la conservación de estos animales, ya que permitirán conocer cómo es la salud genética de las especies más amenazadas en el mundo, lo que servirá para decidir dónde y cómo actuar para conservarlos. Como dice Marquès-Bonet, «en el fondo, salvar a un primate es salvarnos a nosotros mismos».