La regla del gen determina diferencias del humano-chimpancé

Las diferencias extensas entre los seres humanos y los chimpancés son debidas más a los cambios en la regla del gen que las diferencias en genes individuales ellos mismos, investigadores de Yale, la Universidad de Chicago, y el instituto de Gualterio y de Eliza Pasillo en Australia, discute en la aplicación del 9 de marzo de 2006 la naturaleza del gorrón.

Los científicos proporcionan las nuevas pruebas potentes para una teoría de 30 años, propuestas en un papel clásico de rey y de Allan Wilson de Maria-Claire de Berkeley. Que el papel 1975 documentó la semejanza del 99 por ciento de genes de seres humanos y de chimpancés y sugirió que regla alterada del gen, bastante que cambia en la codificación, pudo explicar cómo tan pocos cambios genéticos podrían producir las diferencias anatómicas y del comportamiento amplias entre los dos.

Usando la tecnología nueva de la gen-matriz para medir el fragmento de la expresión génica en millares de genes simultáneamente, este estudio muestra que como los seres humanos divergieron de sus antepasados del mono en cinco millones de años pasados, los genes para los factores de la transcripción - qué mando la expresión de otros genes - eran cuatro veces tan probables haber cambiado sus propias configuraciones de la expresión como los genes que regulan.

Porque influencian la actividad de muchos objetivos genéticos “rio abajo”, los pequeños cambios en la expresión de estos genes reguladores pueden tener un impacto enorme.

“Cuando observábamos la expresión génica, encontramos bastante pequeños cambios en 65 millones de años del macaque, del orangután, y de la evolución del chimpancé,” dijo el estudio autor Yoav Gilad, Ph.D., profesor adjunto de la genética humana en la Universidad de Chicago, “seguido por el cambio rápido, a lo largo de cinco millones de años del linaje humano, que fue concentrado en estos grupos específicos de genes. Esta evolución rápida en factores de la transcripción ocurrió solamente en seres humanos.”

“Por 30 años que los científicos han sospechado que la regla del gen ha desempeñado un papel fundamental en la evolución humana,” dijo el blanco de Kevin, Ph.D., profesor adjunto de la genética y ecología y evolución en Yale y el autor mayor del estudio. “Además de apoyo del préstamos a la idea que cambia en la regla del gen está una parte fundamental de nuestra historia evolutiva, estos nuevos resultados ayuda a definir exactamente que los factores reguladores puedan ser importantes, por lo menos en ciertos tejidos. Esto ayuda abierto a la puerta a una disección funcional del papel de la regla del gen durante la evolución de seres humanos modernos.”

Para medir cambios en la expresión génica de diversa especie, el blanco y Gilad desarrollaron el primer arsenal multiespecies del gen. Esto permitió que compararan el nivel de expresión de más de 1.000 genes entre los seres humanos, los chimpancés, los orangutanes y los macaques del macaco de la India - representación de cerca de 70 millones de años de evolución. Para hacer las muestras comparables, los investigadores estudiaron el tejido del hígado - una de las fuentes más homogéneas - a partir de cinco varones adultos de cada uno de las cuatro especies.

Se centraron su búsqueda en los niveles de la expresión de dos equipos de los genes, de los que seguían siendo en gran parte sin cambios a través de las cuatro especies, de sugerir que había poco sitio - o necesidad - de la mejoría, y de los que cambiaron lo más dramáticamente posible, generalmente en el linaje humano - una indicación de incentivos potentes de adaptarse a un ambiente cambiante.

De los 1.056 genes de las cuatro especies, el 60 por ciento tenía niveles bastante constantes de la expresión a través de las cuatro especies. “Los niveles de la expresión de estos genes parecen haber seguido siendo constantes por cerca de 70 millones de años,” los autores escribieron, “sugiriendo que su regla esté bajo restricción evolutiva.”

Muchos de estos genes están implicados en procesos celulares básicos. Los autores sugieren que eso la alteración de la regla de estos genes fundamentales y antiguos pueda ser dañina. De hecho, cinco de los 100 genes más estables han alterado niveles de la expresión en cáncer de hígado.

Cuando también buscaron genes humanos con niveles importante más altos o más inferiores de la expresión, encontraron 14 genes con la expresión creciente y cinco con la expresión disminuida. Mientras que el solamente diez por ciento de los genes en el arsenal total era factores de la transcripción, el 42 por ciento de ésos con la expresión creciente en seres humanos era. Ningunos de ésos con una expresión más inferior eran factores de la transcripción. Esta configuración, los autores nota, es constante con la “selección direccional.”

Los estudios anteriores han encontrado que muchos de estos mismos genes también se han desarrollado rápidamente en seres humanos, la acumulación cambia en su serie de codificación así como en regímenes de la expresión. “Junto,” agregan, de “chimenea estas conclusión la posibilidad que la función y la regla de los factores de la transcripción se han modificado substancialmente en el linaje humano.”

Esto es mismo un modo eficaz de realizar cambios grandes con esfuerzo muy pequeño, según Gilad. Alterando factores de la transcripción, la red reguladora entera puede cambiar con muy pocas mutaciones, aumentando el impacto y disminuyendo el riesgo.

¿“La pregunta grande,” él dijo, “es porqué son los seres humanos tan diferentes? Qué clase de cambios en el ambiente o la forma de vida impulsaría un movimiento tan rápido en la expresión de genes - en este caso en el hígado - en seres humanos y en ningún otro primate?”

Parte de la respuesta, él sospecha, es cambios rápidos en la dieta, relacionada probablemente con la adquisición del fuego y la preferencia emergente por el alimento cocido. “Ningún otro animal confía en el alimento cocido,” él dijo. “Quizás algo en el proceso de cocinar alteró los requisitos bioquímicos para que el acceso máximo a los alimentos así como la necesidad tramiten las toxinas naturales encontradas en los alimentos para animales y plantas.”

Éste es apenas el primer de una serie de estudios similares, dijo a Gilad, que observará cambios en la expresión génica durante tiempo evolutivo. Los pasos siguientes son observar matrices más grandes de genes y centrarse en otros tipos del tejido.