El ADN antiguo recuperado de los fósiles es una herramienta valiosa para estudiar la evolución y la antropología. Sin embargo, el ADN fósil antiguo de edades geológicas anteriores aún no se ha encontrado en ninguna parte de África, donde es destruido por el calor y la humedad extremos. En un primer paso potencialAl superar este obstáculo, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego y el Instituto de la Cuenca de Turkana en Kenia descubrieron un nuevo tipo de glicano, un tipo de cadena de azúcar, que sobrevive incluso en un fósil animal de 4 millones de años.de Kenia, en condiciones donde el ADN antiguo no lo hace.
Si bien los antiguos fósiles de homínidos ancestros humanos y parientes extintos aún no están disponibles para el análisis de glucanos, este estudio de prueba de concepto, publicado el 11 de septiembre en Actas de la Academia Nacional de Ciencias , puede preparar el escenario para exploraciones sin precedentes de los orígenes humanos y la dieta.
"En las últimas décadas, se descubrieron muchos fósiles de hominina nuevos y se los consideró los antepasados de los humanos", dijo Ajit Varki, MD, Profesor Distinguido de Medicina y Medicina Celular y Molecular de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego. "Pero no es así".es posible que todo haya dado lugar a humanos modernos: es más probable que haya muchas especies similares a las humanas con el tiempo, de las cuales solo descendimos. Este nuevo tipo de glucano que encontramos puede darnos una mejor manera de investigar qué linaje es nuestro, además de responder muchas otras preguntas sobre nuestra evolución y nuestra propensión a consumir carne roja ".
Los glicanos son cadenas complejas de azúcar en las superficies de todas las células. Median la interacción entre las células y el medio ambiente, y a menudo sirven como sitios de acoplamiento para patógenos. Durante millones de años, los ancestros comunes de los humanos y otros simios compartieron un glucano particular conocidocomo Neu5Gc. Luego, por razones posiblemente vinculadas a un parásito de la malaria que explotó Neu5Gc como un medio para establecer la infección, una mutación que probablemente ocurrió entre 2 y 3 millones de años inactivó el gen humano que codifica la enzima que produce la molécula.Neu5Gc equivalía a una transformación molecular radical de las superficies celulares ancestrales humanas y podría haber creado una barrera de fertilidad que agilizó la divergencia del linaje que conduce a los humanos.
Hoy en día, los chimpancés y la mayoría de los otros mamíferos aún producen Neu5Gc. Por el contrario, solo se pueden detectar pequeñas cantidades en la sangre y el tejido humano, no porque produzcamos Neu5Gc, sino, según un estudio previo realizado por el equipo de Varki, porque acumulamos elglucano cuando se come carne roja rica en Neu5Gc. Los humanos tienen una respuesta inmune a este Neu5Gc no nativo, posiblemente agravando enfermedades como el cáncer.
En su último estudio, Varki y su equipo descubrieron que, como parte de su descomposición natural, una parte característica de Neu5Gc también se incorpora al sulfato de condroitina CS, un componente abundante en el hueso. Detectaron esta molécula recién descubierta, llamada Gc-CS, en una variedad de muestras de mamíferos, incluidas cantidades fácilmente detectables en huesos de chimpancés y tejidos de ratones.
Al igual que Neu5Gc, descubrieron que las células humanas y el suero solo tienen pequeñas cantidades de Gc-CS, de nuevo, probablemente debido al consumo de carne roja. Los investigadores respaldaron esa suposición con el hallazgo de que los ratones diseñados para carecer de Neu5Gc y Gc-Cs similar a los humanos tenía Gc-CS detectable solo cuando se alimentaba con comida que contenía Neu5Gc.
Curioso de ver cuán estable y duradero podría ser el Gc-CS, Varki compró un fósil de oso de las cavernas de 50,000 años de antigüedad relativamente barato en un espectáculo público de fósiles y lo llevó de vuelta al laboratorio. A pesar de su edad, el fósil de hechocontenido en Gc-CS.
Fue entonces cuando Varki recurrió a un colaborador desde hace mucho tiempo: paleoantropólogo y famoso cazador de fósiles Meave Leakey, PhD, del Instituto de la Cuenca de Turkana de Kenia y la Universidad Stony Brook. Sabiendo que los investigadores deben presentar un caso muy sólido antes de recibir preciososLeakey recomendó que los investigadores probaran primero su método mediante la detección de Gc-CS en fósiles de animales aún más antiguos, incluso para el análisis de ADN. Con ese fin, con el permiso de los Museos Nacionales de Kenia, les dio un fragmento deun fósil de 4 millones de años de un animal parecido a un búfalo recuperado en la excavación de un lecho de huesos en Allia Bay, en la cuenca de Turkana, en el norte de Kenia. Los fósiles de Hominin también se recuperaron del mismo horizonte en este lecho de huesos.
Varki y su equipo aún pudieron recuperar Gc-CS en estos fósiles mucho más antiguos. Si finalmente encuentran Gc-C en fósiles de homínidos antiguos, los investigadores dicen que podría abrir todo tipo de posibilidades interesantes.
"Una vez que hemos refinado nuestra técnica hasta el punto de que necesitamos cantidades de muestra más pequeñas y podemos obtener fósiles de homínidos antiguos de África, eventualmente podremos clasificarlos en dos grupos: aquellos que tienen Gc-CS ylos que no. Los que carecen de la molécula probablemente pertenecerían al linaje que condujo a los humanos modernos ", dijo Varki, quien también es profesor adjunto en el Instituto Salk de Estudios Biológicos y codirector de la UC San Diego / SalkCentro de Investigación y Capacitación Académica en Antropogenia CARTA.
En una línea paralela de investigación, Varki espera que la detección de Gc-CS también revele el punto en la evolución cuando los humanos comenzaron a consumir grandes cantidades de carne roja.
"Es posible que algún día encontremos tres grupos de fósiles de homínidos: aquellos con Gc-CS antes de que se ramificara el linaje humano, aquellos sin Gc-CS en nuestro linaje directo, y luego fósiles más recientes en los que hay cantidades traza deGc-CS comenzó a reaparecer cuando nuestros antepasados comenzaron a comer carne roja ", dijo Varki." O tal vez nuestros antepasados perdieron Gc-CS más gradualmente, o solo después de que comenzamos a comer carne roja. Será interesante verlo, y podemos comenzarhaciendo estas preguntas ahora que sabemos que podemos encontrar confiablemente Gc-CS en fósiles antiguos en África ".
Leakey también tiene esperanzas sobre el papel que Gc-CS podría desempeñar en el futuro, como una alternativa a los enfoques actuales.
"Debido a que el ADN se degrada rápidamente en los trópicos, los estudios genéticos no son posibles en fósiles de antepasados humanos de más de unos pocos miles de años", dijo. "Por lo tanto, estos antiguos estudios de glucano tienen el potencial de proporcionar un método nuevo e importante parala investigación de los orígenes humanos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Heather Buschman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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