PopHumanVar: reconstruint el passat evolutiu de l'espècie humana

Al llarg de la seva història evolutiva, l’espècie humana ha estat sotmesa a persistents desafiaments adaptatius, com ara canvis ambientals quan va sortir d’Àfrica i es va expandir per la resta del planeta, canvis en la dieta amb la domesticació dels animals o canvis enfront nous patògens fruit dels assentaments neolítics. Les respostes adaptatives a totes aquestes pressions selectives han deixat empremtes al genoma humà, que avui dia es poden identificar i analitzar per reconstruir el nostre passat evolutiu.

L’any 2019, el grup de recerca Bioinformàtica de la Diversitat Genòmica de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) va identificar 2.859 regions del genoma humà que podrien ser rellevants per entendre l’evolució de l’espècie, entre les quals 873 que no s’havien descrit abans. El grup, dirigit per Sònia Casillas i Antonio Barbadilla, investigadors del Departament de Genètica i Microbiologia i del Institut de Biotecnologia i Biomedicina (IBB), proporcionava així un conjunt de dades molt valuós per respondre a la pregunta “què ens fa humans?” i el posava en accés lliure a través de la base de dades PopHumanScan.

El catàleg PopHumanScan va ser un primer pas per a la comprensió de quines empremtes ha deixat la selecció en els nostres genomes. Ara, el grup de recerca acaba de publicar el nou recurs en línia i interactiu PopHumanVar, que permet acotar aquestes empremtes i estudiar-ne l’origen i ajuda a reconstruir el passat de l’espècie humana. La nova base de dades facilita l'exploració i l’anàlisi de regions del genoma amb evidències d'haver estat el blanc de la selecció natural en algun moment de la història evolutiva i ajuda a respondre qüestions com ara quina mutació genètica va originar una empremta determinada, quines conseqüències funcionals té aquesta mutació, quan es va produir o en quina població.

PopHumanVar recopila, integra i representa gràficament dades de la genòmica funcional i evolutiva per a milions de variants genètiques a partir de 2.504 seqüències genòmiques completes de 26 poblacions humanes de diferents llocs del món. Gràcies a tota la informació que aplega, permet l’endinsament en regions genòmiques concretes per tal de trobar la mutació responsable d’un procés adaptatiu i descobrir quan i on va sorgir en primera instància. Per exemple, identifica les mutacions responsables de processos adaptatius ben coneguts com ara el del gen EDAR a poblacions de l'Àsia oriental, implicat en el desenvolupament dels fol·licles pilosos, les dents i les glàndules sudorípares; el del gen ACKR1 (DARC) a l’Àfrica, que juga un paper en la resposta inflamatòria i que està associat a la resistència a la malària; i el d’una regió pròxima al gen LCT a Europa, responsable de la digestió de la lactosa. A més, l’aplicació permet a l'usuari incorporar i analitzar dades pròpies per poder estudiar processos adaptatius a poblacions humanes no incloses a l’aplicació. 

L’aplicació PopHumanVar, resultat de la recerca que els investigadors han publicat a la revista Nucleic Acid Research, suposa un avenç en l’estudi de l’adaptació humana a diferents entorns i a grans canvis culturals durant l’expansió arreu de la Terra, i està accessible de manera oberta i gratuïta a l'adreça https://pophumanvar.uab.cat

L’estudi s’ha realitzat a partir de dades del projecte internacional “1.000 genomes” que l’equip de recerca de la UAB ja va posar en obert l’any 2018 mitjançant PopHuman, el navegador genòmic més ampli disponible de diversitat genètica humana.

Referència: Aina Colomer-Vilaplana, Jesús Murga-Moreno, Aleix Canalda-Baltrons, Clara Inserte, Daniel Soto, Marta Coronado-Zamora, Antonio Barbadilla, Sònia Casillas, PopHumanVar: an interactive application for the functional characterization and prioritization of adaptive genomic variants in humans, Nucleic Acids Research, Volume 50, Issue D1, 7 January 2022, Pages D1069–D1076, https://doi.org/10.1093/nar/gkab925