lunes, marzo 30, 2009

Genética humana (entrevista a Luca Cavalli-Sforza)

Los genes encierran la historia de cada linaje. En ellos se puede leer, con la hermenéutica científica, mucho más que una sucesión de nucleótidos y las proteínas que codifican. Nos dicen dónde estuvimos, que camino recorrimos, en cuánto nos parecemos unos a otros, cuáles fueron nuestros padres y los padres de nuestros padres, así hasta llegar a los ancestros comunes de cualquier par de personas cogidas al azar. Los seres humanos, a pesar de nuestras aparentes diferencias, debidas a la piel y a esa otra piel que recubre la biología, la cultura, somos una especie bastante homogénea genéticamente, una especie que surgió en África y que después colonizó, en sucesivas oleadas migratorias, toda la tierra. El seguimiento de esta odisea se ha podido hacer desde un laboratorio, primero con proteínas y después directamente con el ADN.

Un médico italiano con apellido aristocrático, que jamás ejerció la medicina y derrocó con su trabajo aristocracias raciales, Luigi Luca Cavalli-Sforza, fue el pionero en la lectura de la historia humana en las moléculas celulares. Trabajaba con bacterias en el laboratorio de Ronald A.Fisher, pero ambicionaba descifrar los pasos seguidos por nuestra especie. Y finalmente se lanzó a la aventura científica de encontrar las huellas de nuestro pasado en los genes. Dichas huellas le permitieron seguir las que se borraron de la tierra, que horadaban el camino hecho por el hombre al atravesar el istmo de Suez y salir de África, o el estrecho de Bering y descubrir por primera vez las américas. Analizando proteínas de los grupos sanguíneos de habitantes de diversos lugares del mundo pudo determinar con cierto grado de aproximación el árbol genealógico humano. Los posteriores análisis con técnicas más sofisticadas y ADN confirmaron sus cálculos, primera tentativa de lo que luego sería la bioinformática, y su árbol. Luego vendrían los trabajos de su equipo en Stanford con el ADN del desparejado cromosoma masculino, Y, mientras en Berkeley el equipo de Allan Wilson localizaba a la (mal) llamada Eva mitocondrial, o Eva africana.

Pero Cavalli-Sforza quería entender mejor nuestro viaje, y estudió también la evolución cultural, y las relaciones existentes entre los genes, las lenguas y los pueblos. Observó, con sorpresa, el casi perfecto solapamiento existente entre la distribución geográfica de lo genético y los lingüístico. Los genes parecían acompañar a las lenguas, o viceversa. Allá dónde había fronteras lingüísticas generalmente las había también genéticas. Muchas de sus reflexiones sobre estos temas las podemos encontrar en sus obras de divulgación, ¿Quiénes Somos?, Genes, Pueblos y Lenguas o, más recientemente, La Evolución de la Cultura.

Los genes, como él dice, se transmiten verticalmente. La cultura también lo ha hecho en vertical durante la mayor parte de nuestra historia, esto es, de padres a hijos. Pero ahora lo hace en horizontal, y cada vez más. Hemos llegado a un punto en el que la cultura ha adquirido un peso elevado. Un mundo cada vez mejor comunicado ha hecho que el poder de los genes sea menor, y el de la cultura mayor. El Profesor Cavalli-Sforza emprendió su investigación mucho después de que comenzara la primera globalización –la de la Edad Moderna- pero justo a tiempo de recabar los datos significativos, poco antes de que la última globalización elimine algunas singularidades culturales y genéticas que todavía nos pueden hablar de nuestro pasado común, los llamados pueblos indígenas. No por casualidad el principal estudio de campo de Cavalli-Sforza fue con los pigmeos.

Luca Cavalli-Sforza ha tenido la amabilidad de respondernos unas preguntas, preparadas por Kantor y un servidor.

En ingles:

1.-After a lifetime of study of human genetics, how did you feel when the human genome was sequenced? To what extent are the sequenced genes a representative sample of the world's population?

The printed genomes are a very small sample of genomes but more are promised. Analysing a full sequence is a major job and will take substantial time. I have no idea when a representative sample will be available –it will be very long to examine them. We do already have, however, the possibility of examining a large set of snps (single nucleotide polymorphisms, , i.e. single DNA units that are already known to vary from a sample of about 400 individuals collected in four world areas). On February 22, 2008 we (a group of Stanford geneticists) published on the Journal Science the summary of an analysis of 650,000 snps of about 1000 individuals coming from 52 aboriginal populations. It largely confirmed conclusions on a much smaller sample of genes for many more populations published in "History and Geography of Human Genes" (Princeton Univ. Press, 1994), but added a number of interesting data and gave a very good idea of the power of the genomic approach.

2.-How do the genes show us our origins? Do they provide the guide to the understanding of archaeological records?

What genes can say is where mutations we find originated. The earliest mutations all go back to Africa. For instance I know at some stage (when? Perhaps 10.000 years ago) my male ancestors were in Turkey, and probably came to Italy on a long and slow migration of the earliest farmers, who started expanding in all directions from an area between Syria and Turkey around 9000 years ago

3.–What relation do you see between genes, languages and peoples?

There is a fairly good correlation - Darwin had already anticipated it .Time of separation of populations, and successive contacts and admixtures have very similar effect on both, but languages change faster, and some times much more abruptly, than genes.

4.-How do you think the advances in genetics will change our future?

They can improve our health by providing more information to doctors on the sources of diseases, and also on our individual reactions to drugs. I wish it could improve also in other respects, but it is more difficult and results more iffy. I am not a believer in eugenics.

5.-Genetically, where can we find our fundamental differences, compared with other species?

In our capacity to evolve culturally, that is on the basis of what we can learn during life.

6.- What could you tell us about the genographic project, of your pupil Spencer Wells? Is it a dream come true?

I am sorry I have not followed closely enough the development of the Genographic project, and I do not know at what stage it is. In principle it is a good idea to have a large sample (100,000 individuals), especially if the populations are well chosen. The real limit is the amount of information per individual collected on DNA. Even if one can hope that the cost of examination will go down enormously, for a long time it may be impossible to exploit really satisfactorily the collection. The real wish is to be able to examine the full genome of every individual. My intuition is that the most satisfactory situation from the general cognitive point of view (the study of human evolution) is that the number of individual examined be of the same order of magnitude as the number of nucleotides tested. From the point of view of applications to medical genetics it is necessary to test a very large number of nucleotides.

7.-What are you working on now? What is your highest intellectual challenge? What the mystery you would dream to uncover?

If I was much younger I would have difficulties in choosing between repeating the origin of life in the laboratory, and neurobiology. At my age I am satisfied with what I am doing, human population genetics, and the impact of cultural evolution on our lives.

En castellano:

1.-Después de toda una vida estudiando la genética humana, ¿cómo se sintió cuando se secuenció el genoma humano? ¿En qué medida son los genes secuenciados una muestra representativa de la población mundial?

Los genomas secuenciados son una muestra muy pequeña de todos los genomas, pero hay más prometido. El análisis de una secuencia completa es uno de los principales trabajos y llevará un tiempo sustancial. No tengo idea de cuando habrá disponible una muestra representativa-será muy largo examinarlos. Tenemos ya, sin embargo, la posibilidad de analizar un gran número de snps (polimorfismos de nucleótido único, es decir, unidades sueltas de ADN de las que se conoce lo que varían en una muestra de alrededor de 400 individuos, recogida en 4 zonas del mundo). El 22 de febrero de 2008, nosotros (un grupo de genetistas de Stanford), publicamos en la revista Science el resumen de un análisis de 650.000 snps de alrededor de 1000 personas procedentes de 52 poblaciones aborígenes. Se confirmaron en gran medida las conclusiones obtenidas a partir de una muestra mucho menor de genes de poblaciones de mayor tamaño, publicado en "Historia y Geografía de los genes humanos" (Universidad de Princeton. Press, 1994), pero añadió una variedad de datos interesantes y dio una muy buena idea del poder del enfoque de la genómica.

2.-¿Cómo nos muestran los genes nuestros orígenes?¿Proporcionan la guía para la comprensión del registro arqueológico?

Lo que los genes pueden decir es dónde se originaron las mutaciones que encontramos. Las primeras mutaciones nos retrotraen a África. Por ejemplo, sé que en algún momento (¿cuándo? Quizás hace 10,000 años) mis antepasados masculinos estaban en Turquía, y probablemente llegaron a Italia en una larga y lenta migración de los primeros agricultores, que comenzaron a expandirse en todas direcciones desde una zona entre Siria y Turquía hace alrededor de 9000 años.

3.- ¿Qué relación ve entre los genes, las lenguas y los pueblos?


Hay una correlación bastante buena -Darwin ya había previsto la misma. El tiempo de separación de las poblaciones, y los sucesivos contactos y mezclas tienen efectos muy similares en ambos, pero las lenguas cambian más rápidamente, y algunas veces mucho más abruptamente que los genes.

4.-¿Cómo cree que cambiarán nuestro futuro los avances en genética?

Pueden mejorar nuestra salud proporcionando una mayor información a los doctores sobre las fuentes de las enfermedades, y también de nuestras reacciones a las drogas. Desearía que además pudieran mejorar otros aspectos, pero eso es más difícil y los resultados más inciertos. No creo en la eugenesia.

5.-¿Genéticamente, dónde podemos encontrar nuestras diferencias fundamentales con otras especies?

En nuestra capacidad de evolucionar culturalmente, que está en la base de lo que podemos aprender durante la vida.

6 .- ¿Qué puede decirnos del Proyecto Genográfico, de su alumno Spencer Wells? ¿Es un sueño hecho realidad?

Lo siento, no he seguido bastante de cerca el desarrollo del proyecto Genográfico, y no sé en qué etapa está. En principio, es una buena idea tener una muestra grande (100.000 personas), especialmente si las poblaciones están bien escogidas. El verdadero límite es la cantidad de información de ADN recopilada por persona. Incluso si uno puede esperar que el coste del análisis se rebaje muchísimo, por mucho tiempo será realmente imposible explotar satisfactoriamente la colección. El verdadero deseo es ser capaz de examinar la totalidad del genoma de cada individuo. Mi intuición es que la situación más satisfactoria desde un punto de vista cognoscitivo general (el estudio de la evolución humana) es que el número de personas examinadas sea del mismo orden de magnitud que el número de nucleótidos analizados. Desde el punto de vista de las aplicaciones de la genética médica, es necesario analizar un gran número de nucleótidos.

7.-¿En qué está trabajando ahora? ¿Cuál es su mayor reto intelectual? ¿Cuál el misterio que sueña con descubrir?

Si fuera mucho más joven habría tenido dificultades para elegir entre repetir el origen de la vida en el laboratorio y la neurobiología. A mi edad estoy satisfecho con lo que estoy haciendo, genética de poblaciones humanas, y el impacto de la evolución cultural en nuestras vidas.