Svante Pääbo (Estocolmo, Suecia. 1955–) era un niño que soñaba con ser arqueólogo o egiptólogo pero terminó estudiando medicina y biología molecular. Sin embargo, cuando las tecnologías de secuenciación de ADN se encontraron disponibles, revivió este sueño, preguntándose si era posible encontrar algo de ADN en restos arqueológicos.
Este sueco-estonio especializado en genética evolutiva humana fue el galardonado con el premio Nobel de Medicina o Fisiología de este año. El premio le fue otorgado “por los descubrimientos referidos a los genomas de homínidos extintos y la evolución humana”. Pääbo fue pionero en una nueva rama de la ciencia, la paleogenómica.
Pääbo es actualmente director del departamento de Genética del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (Leipzig, Alemania). Su padre, Sune Karl Bergström, también obtuvo el Nobel de Medicina en 1982 con Bengt Samuelsson y John Robert Vane por sus trabajos sobre prostaglandinas.
Cuando Pääbo era investigador posdoctoral en los años 80 en el laboratorio de Allan Wilson (un pionero en estudios sobre evolución), empezó con la desafiante tarea de estudiar el ADN del hombre de Neandertal. Sin embargo, la ciencia requería que esperase un poco más. Recordemos que por esos años (finales de los años 80 e inicios de los 90) empezaba a desarrollarse el ambicioso proyecto Genoma Humano, que buscaba secuenciar completamente las secuencias de ADN presentes en el ser humano.
En el 2000 se anunció el primer borrador del genoma y, en febrero de 2001, tanto el Consorcio Internacional para el Secuenciamiento del Genoma Humano y el Celera Genomics, en Nature (International Human Genome Sequencing Consortium, 2001) y Science (Venter, J. C. et al., 2001), respectivamente. El desarrollo del proyecto Genoma Humano permitió no solo lograr el objetivo principal de secuenciar el genoma sino que también trajo consigo avances en las diversas tecnologías relacionadas al ADN.
Este era el contexto en el que Sääbo empezó a intentar secuenciar ADN de neandertales. Debido a que las muestras son antiquísimas y a las condiciones adversas de preservación (fragmentación, degradación del ADN, contaminación, etc.), esto parecía una tarea casi imposible de lograr.
En 1990, Sääabo es contratado como profesor en la Universidad de Munich, Alemania. Allí decide enfocarse en secuenciar el ADN contenido en la mitocondria de neandertales. El ADN mitocondrial es diferente al nuclear, ya que este es heredado directamente de la madre, pero la ventaja es que está presente en varias copias por célula (al contrario que el ADN nuclear) y es más corto. Pääbo fue exitoso en esta hazaña, secuenciando una región del ADN mitocondrial a partir de un hueso de 40.000 años de antigüedad.
Los esfuerzos por secuenciar el ADN nuclear recién empezaban. Ya en Leipzig, Pääbo y su equipo trabajaron arduamente para mejorar las técnicas de aislamiento y de secuenciación y análisis de ADN obtenidos de estos restos. En 2010, la noticia, el éxito: la revista Science publica el borrador del genoma del hombre de Neandertal obtenido por Pääbo y su equipo (Green R. E., et al. 2010).
Otros restos antiguos: el hombre de Denisova
Una cueva en Siberia fue la guardiana de los restos de un fragmento de hueso de un dedo por 40.000 años que fueron encontrados en 2008. Las condiciones de frío y aislamiento hicieron que estos reston sean excepcionalmente preservados.
El grupo de Pääbo nuevamente dio manos a la obra y logró secuenciar el ADN mitocondrial de este hueso (Krause, J. et. al., 2010): un homínido hasta ese momento nunca antes descrito, el hombre de Denisova. Posteriormente se encontrarían más restos de otros individuos en la misma cueva en Rusia (2010) y restos antiguos de la misma cueva (1984, 2000) y China (1980) se catalogarían como pertenecientes al grupo del hombre de Denisova, al igual que nuevos restos encontrados en Laos (2018).
En 2012, el grupo de Pääbo publica el genoma entero de este homínido extinto (Meyer, M., 2012).
¿Por qué es importante secuenciar restos de otros homínidos?
Con la secuenciación se demostró que el genoma de los neardentales era diferente al del humano moderno y del chimpancé. También que el hombre de Denisova está emparentado con el neardental, pero es diferente.
Actualmente, aun no es posible clasificar a los denisovanos como especie Homo o subespecie de Homo sapiens, ya que no hay restos suficientes. Pero lo mas fascinante surge al juntar las secuencias de ADN del hombre de Denisova, neandertales y humanos modernos.
Los hallazgos en las secuencias sugieren que los Homo sapiens se reprodujeron con neandertales y denisovanos, dejando rastro de esto en nuestro ADN. Eso permite incluso trazar mapas de las migraciones humanas del pasado. Así sabemos que los Homo sapiens migraron de África hacia distintas partes del mundo, en Euroasia, encontrando a los denisovanos en el este y a los neandertales en el oeste —y crearon descendencia.
Hoy en día, poblaciones de estos lugares llevan en su ADN restos genéticos de estas cruzadas. Por ejemplo, el gen EPAS1 de los denisovanos está presente en población tibetana y les confiere una ventaja para vivir en altitud.
En 2018 se encontraron por primera vez restos de un híbrido: hija de una madre neardental y un padre denisoviano (Slon, V., 2018). Se cree que otros homínidos extintos también se encontraron con los Homo sapiens en África, pero el clima caluroso impide que se hayan encontrado hasta ahora restos de ADN, ya que este fue probablemente degradado.
Pääbo y su investigación nos permitió por primera vez ver diferencias y parecidos entre distintos tipos de homínidos extintos y los Homo sapiens.
Un artículo reciente en Nature (Pinson, A. 2022) demostró que una mutación de un solo aminoácido en una proteína transquetolasa like-1, comparando humanos modernos y neandertales, es capaz de generar mayor neurogénesis (generación de nuevas neuronas) en la neocorteza del cerebro.
La paleogenómica, el estudio del ADN de restos, nos permitió entender mejor las migraciones y la evolución del ser humano. De dónde venimos y por qué sobrevivimos, al contrario del hombre de Denisova y los neardentales.
Referencias y bibliografía recomendada
- The Nobel Foundation. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2022.
- Krings M, Stone A, Schmitz RW, Krainitzki H, Stoneking M, Pääbo S. Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans. Cell. 1997:90:19-30.
- Green RE, Krause J, Briggs AW, Maricic T, Stenzel U, Kircher M, Patterson N, Li H, Zhai W, Fritz MH, Hansen NF, Durand EY, Malaspinas AS, Jensen JD, Marques-Bonet T, Alkan C, Prüfer K, Meyer M, Burbano HA, Good JM, Schultz R, Aximu-Petri A, Butthof A, Höber B, Höffner B, Siegemund M, Weihmann A, Nusbaum C, Lander ES, Russ C, Novod N, Affourtit J, Egholm M, Verna C, Rudan P, Brajkovic D, Kucan Ž, Gušic I, Doronichev VB, Golovanova LV, Lalueza-Fox C, de la Rasilla M, Fortea J, Rosas A, Schmitz RW, Johnson PLF, Eichler EE, Falush D, Birney E, Mullikin JC, Slatkin M, Nielsen R, Kelso J, Lachmann M, Reich D, Pääbo S. A draft sequence of the Neandertal genome. Science. 2010:328:710-722.
- Krause J, Fu Q, Good JM, Viola B, Shunkov MV, Derevianko AP, Pääbo S. The complete mitochondrial DNA genome of an unknown hominin from southern Siberia. Nature. 2010:464:894-897.
- Reich D, Green RE, Kircher M, Krause J, Patterson N, Durand EY, Viola B, Briggs AW, Stenzel U, Johnson PL, Maricic T, Good JM, Marques-Bonet T, Alkan C, Fu Q, Mallick S, Li H, Meyer M, Eichler EE, Stoneking M, Richards M, Talamo S, Shunkov MV, Derevianko AP, Hublin JJ, Kelso J, Slatkin M, Pääbo S. Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. Nature. 2010:468:1053-1060.
- Meyer M, Kircher M, Gansauge MT, Li H, Racimo F, Mallick S, Schraiber JG, Jay F, Prüfer K, de Filippo C, Sudmant PH, Alkan C, Fu Q, Do R, Rohland N, Tandon A, Siebauer M, Green RE, Bryc K, Briggs AW, Stenzel U, Dabney J, Shendure J, Kitzman J, Hammer MF, Shunkov MV, Derevianko AP, Patterson N, Andrés AM, Eichler EE, Slatkin M, Reich D, Kelso J, Pääbo S. A high-coverage genome sequence from an archaic Denisovan individual. Science. 2012:338:222-226.
- Prüfer K, Racimo F, Patterson N, Jay F, Sankararaman S, Sawyer S, Heinze A, Renaud G, Sudmant PH, de Filippo C, Li H, Mallick S, Dannemann M, Fu Q, Kircher M, Kuhlwilm M, Lachmann M, Meyer M, Ongyerth M, Siebauer M, Theunert C, Tandon A, Moorjani P, Pickrell J, Mullikin JC, Vohr SH, Green RE, Hellmann I, Johnson PL, Blanche H, Cann H, Kitzman JO, Shendure J, Eichler EE, Lein ES, Bakken TE, Golovanova LV, Doronichev VB, Shunkov MV, Derevianko AP, Viola B, Slatkin M, Reich D, Kelso J, Pääbo S. The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains. Nature. 2014:505: 43-49.
- Slon V, Mafessoni F, Vernot B. et al. The genome of the offspring of a Neanderthal mother and a Denisovan father. Nature 561, 113–116 (2018). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0455-x
- Pinson A, Xing L, Namba T et al. Human TKTL1 implies greater neurogenesis in frontal neocortex of modern humans than Neanderthals. Science 377 (2022). DOI: 10.1126/science.abl6422
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Columnista de ciencias biológicas, biotecnología, microbiología, educación y ciencia en Chile y Alemania.
Doctora en biotecnología molecular por la Universidad de Chile, exbecaria del programa "Don Carlos Antonio López". Bioquímica y bioquímica clínica egresada de la Universidad Nacional de Asunción, fue presidenta de Estudiantes de Bioquímica Asociados del Paraguay. Actualmente es investigadora Post doctoral de la Universidad de Freiburg (Alemania), trabajando con microorganismos extremófilos y desarrollo de herramientas de edición genética como CRISPR.
