PopHumanVar: reconstruyendo el pasado evolutivo de la especie humana

A lo largo de su historia evolutiva, la especie humana ha sido sometida a persistentes desafíos adaptativos: cambios ambientales cuando salió de África y se expandió por el resto del planeta, cambios en la dieta con la domesticación de los animales o cambios frente a nuevos patógenos fruto de los asentamientos neolíticos. Las respuestas adaptativas a todas estas presiones selectivas han dejado improntas en el genoma humano, que hoy se pueden identificar y analizar para reconstruir nuestro pasado evolutivo.

En 2019, el grupo de investigación Bioinformática de la Diversidad Genómica de la Universidad Autònoma de Barcelona (UAB) identificó 2.859 regiones del genoma humano que podrían ser relevantes para entender la evolución de la especie, entre ellas 873 que no se habían descrito antes. El grupo, dirigido por Sònia Casillas y Antonio Barbadilla, investigadores del Departamento de Genética y Microbiología y del Instituto de Biotecnología y Biomedicina (IBB), proporcionaba así un conjunto de datos muy valioso para responder a la pregunta “¿qué nos hace humanos?” y lo ponía en acceso libre a través de la base de datos PopHumanScan.

El catálogo PopHumanScan fue un primer paso para la comprensión de qué improntas ha dejado la selección en nuestros genomas. Ahora, el grupo de investigación acaba de publicar el nuevo recurso en línea e interactivo PopHumanVar, que permite acotar estas improntas y estudiar el origen y ayuda a reconstruir el pasado de la especie humana. La nueva base de datos facilita la exploración y el análisis de regiones del genoma con evidencias de haber sido el blanco de la selección natural en algún momento de la historia evolutiva y ayuda a responder cuestiones como qué mutación genética originó una impronta determinada, qué consecuencias funcionales tiene esta mutación, cuándo se produjo o en qué población.

PopHumanVar recopila, integra y representa gráficamente datos de la genómica funcional y evolutiva para millones de variantes genéticas a partir de 2.504 secuencias genómicas completas de 26 poblaciones humanas de diferentes lugares del mundo. Gracias a toda la información que reúne, permite adentrarse en regiones genómicas concretas para encontrar la mutación responsable de un proceso adaptativo y descubrir cuándo y dónde surgió en primera instancia. Por ejemplo, identifica las mutaciones responsables de procesos adaptativos muy conocidos, como el del gen EDAR en poblaciones de Asia oriental, implicado en el desarrollo de los folículos pilosos, los dientes y las glándulas sudoríparas; el del gen ACKR1 (DARC) en África, que juega un papel en la respuesta inflamatoria y que está asociado a la resistencia a la malaria; y el de una región próxima al gen LCT en Europa, responsable de la digestión de la lactosa. Además, la aplicación permite al usuario incorporar y analizar datos propios para poder estudiar procesos adaptativos en poblaciones humanas no incluidas a la aplicación.

La aplicación PopHumanVar, resultado del estudio la investigación que los investigadores han publicado en la revista Nucleic Acid Research, supone un avance en el estudio de la adaptación humana a diferentes entornos y a grandes cambios culturales durante la expansión en toda la Tierra, y está accesible de manera abierta y gratuita en la dirección https://pophumanvar.uab.cat

El estudio se ha realizado a partir de datos del proyecto internacional “1.000 genomas” que el equipo de investigación de la UAB ya puso en abierto en 2018 mediante PopHuman, el navegador genómico más amplio disponible de diversidad genética humana.

Referencia: 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