Las secuencias de ADN de los neandertales pueden ser más comunes en los africanos modernos de lo que se pensaba anteriormente, y diferentes poblaciones no africanas tienen niveles de ascendencia neandertal sorprendentemente similares entre sí, encuentra un estudio que publica el 30 de enero en la revista Celda . Los investigadores llegaron a estos hallazgos desarrollando un nuevo método estadístico, llamado IBDmix, para identificar secuencias neandertales en los genomas de los humanos modernos. Los resultados también sugieren que los genomas africanos contienen secuencias de neandertal en parte debido a la migración hacia atrás de los antepasados ​​de los europeos actuales.

"Nuestro estudio es significativo porque proporciona nuevos conocimientos importantes sobre la historia humana y los patrones de ascendencia neandertal en poblaciones globalmente diversas, ", dice el autor principal del estudio, Joshua Akey, de la Universidad de Princeton." Nuestros resultados refinan los catálogos de regiones genómicas donde la secuencia neandertal era perjudicial y ventajosa y demuestran que los remanentes de genomas neandertales sobreviven en todas las poblaciones humanas modernas estudiadas hasta la fecha ".

Estudios anteriores han sugerido que los asiáticos orientales tienen aproximadamente un 20% más de ascendencia neandertal en comparación con los europeos. Pero los nuevos hallazgos sugieren que estas estimaciones pueden haber estado sesgadas debido a limitaciones metodológicas. Enfoques desarrollados previamente, como S *, utilice un panel de referencia moderno, generalmente una población africana que se supone que carece de ascendencia neandertal. Pero si el panel de referencia contiene inesperadamente secuencias de Neandertal, entonces el método subestimará la ascendencia neandertal en los humanos modernos.

Para abordar este problema, Akey y sus colegas desarrollaron IBDmix como una nueva categoría de métodos para detectar ancestros arcaicos. En lugar de utilizar un panel de referencia moderno, el enfoque calcula la probabilidad de que el genotipo de un individuo sea compartido de forma idéntica por descendencia (EII) con un genoma de referencia arcaico. Comparado con S *, IBDmix es un enfoque menos sesgado porque tiene un mayor poder estadístico para detectar secuencias arcaicas compartidas y produce menos falsos positivos.

Los investigadores aplicaron IBDmix a 2, 504 individuos modernos del Proyecto 1000 Genomas, que representa poblaciones geográficamente diversas, y usó la referencia neandertal de Altai para identificar la secuencia neandertal en estos individuos. Identificaron sólidamente regiones de ascendencia neandertal en africanos por primera vez, identificando una media de 17 megabases (Mb) de secuencia neandertal por individuo en las muestras africanas analizadas (que corresponde aproximadamente al 0,3% del genoma), en comparación con menos de una megabase informada en estudios anteriores. Más del 94% de la secuencia neandertal identificada en muestras africanas se compartió con no africanos.

Los investigadores también observaron niveles de ascendencia neandertal en europeos (51 Mb / individuo), Asiáticos orientales (55 Mb / individuo), y sudasiáticos (55 Mb / individuo) que eran sorprendentemente similares entre sí. Sorprendentemente, Los asiáticos orientales tenían solo un 8% más de ascendencia neandertal en comparación con los europeos, en contraste con informes anteriores del 20%. "Esto sugiere que la mayor parte de la ascendencia neandertal que tienen los individuos hoy en día se remonta a un evento de hibridación común que involucra a la población ancestral de todos los no africanos, ocurriendo poco después de la dispersión fuera de África, "Dice Akey.

Para explorar las posibles explicaciones de la ascendencia neandertal inesperadamente alta en los africanos, Luego, los investigadores compararon los datos reales con los datos de genotipos simulados derivados de diferentes modelos demográficos. Este análisis tuvo en cuenta varias características de secuencia, como la longitud de los segmentos arcaicos compartidos, la frecuencia de estos segmentos en africanos, y la cantidad de secuencia compartida exclusivamente entre poblaciones africanas y no africanas.

Descubrieron que los africanos comparten exclusivamente el 7,2% de la secuencia neandertal con los europeos, en comparación con sólo el 2% de los asiáticos orientales. Las simulaciones mostraron que los bajos niveles de retromigración que persistieron durante los últimos 20, 000 años pueden replicar características de los datos y, por lo tanto, podrían ser una posible explicación de los niveles de ascendencia observados entre las diferentes poblaciones modernas. Los resultados sugieren que los métodos desarrollados anteriormente que utilizan una población de referencia africana están sesgados hacia subestimar la ascendencia neandertal en mayor medida en los europeos en comparación con los asiáticos orientales. "Colectivamente, Estos resultados muestran que las estimaciones de ascendencia neandertal en asiáticos orientales y europeos estaban sesgadas debido a migraciones hacia atrás no contabilizadas de ancestros europeos a África. "Dice Akey.

Pero el flujo de genes fue en ambas direcciones. Los datos también sugieren que hubo una dispersión de humanos modernos fuera de África aproximadamente 200, 000 años atrás, y este grupo se hibridó con los neandertales, introduciendo ADN humano moderno en los genomas de los neandertales. Según los autores, tanto las dispersiones fuera de África como dentro de África deben tenerse en cuenta al interpretar los patrones globales de variación genómica.

"Me sorprende el hecho de que a menudo conceptualizamos la historia humana en términos muy simples, "Akey dice". Por ejemplo, a menudo imaginamos que hubo una sola dispersión fuera de África que ocurrió 60, 000 a 80, Hace 000 años que llevó al poblamiento del mundo. Sin embargo, Nuestros resultados muestran que esta historia fue mucho más interesante y hubo muchas olas de dispersión fuera de África, algunos de los cuales llevaron a la mezcla entre los humanos modernos y los neandertales que vemos en los genomas de todos los individuos vivos hoy ".

Usando IBDmix, Los investigadores también identificaron 51 haplotipos neandertales de alta frecuencia (conjuntos de variaciones de ADN que tienden a heredarse juntos) en los seres humanos modernos, incluyendo varios que no fueron detectados con métodos desarrollados previamente. Por primera vez, detectaron haplotipos neandertales de alta frecuencia en africanos, y las regiones que contienen estos haplotipos están enriquecidas con genes implicados en la función inmunológica y la sensibilidad a la radiación ultravioleta. Estos haplotipos pueden reflejar casos de secuencias neandertales beneficiosas que se llevan rápidamente a una alta frecuencia en los humanos modernos a través de un proceso conocido como introgresión adaptativa. "Estos nuevos hallazgos proporcionan información sobre la historia evolutiva de estas poblaciones, las presiones selectivas que enfrentaron, y variación actual en salud y enfermedad, "Dice Akey.

Los autores señalan varias limitaciones de su enfoque. Dado que IBDmix requiere un genoma de referencia arcaico, no es adecuado para descubrir secuencias compartidas entre humanos modernos y linajes de homínidos desconocidos o no secuenciados. Además, el enfoque requiere genomas secuenciados de al menos diez individuos para obtener inferencias sólidas. En estudios futuros, Akey y su equipo planean aplicar su enfoque a poblaciones africanas adicionales, caracterizar funcionalmente las secuencias neandertales que pueden ser ventajosas, y estudiar las implicaciones de estas secuencias arcaicas en la salud y la enfermedad humanas modernas.