Los carbohidratos han sido una excelente fuente de calorías a lo largo de nuestra historia evolutiva, cuando obtener suficientes alimentos era una lucha constante. Científicos de EE UU han descubierto que el gen de la saliva responsable de digerir el almidón podría haberse duplicado por primera vez hace más de 800 000 años, antes de la llegada de la agricultura.
Nuestra atracción por las patatas fritas, la pasta, el pan o los dulces viene de un gen, responsable de la digestión del almidón en la saliva, que se duplicó cuando aún habitábamos en cavernas. Así lo afirma un estudio que se publica esta semana en la revista Science.
Científicos de la Universidad de Búfalo y del Laboratorio Jackson, ambos en EE UU, han desvelado que la duplicación del gen de la amilasa salival (AMY1) ha tenido un papel clave en la adaptación humana a dietas ricas en carbohidratos.
El trabajo muestra cómo las primeras copias de este gen sentaron las bases de la amplia variación genética que aún existe hoy en día y que influye en la eficacia con la que los humanos digieren los alimentos ricos en almidón. El AMY1 no solo puede haber contribuido a dar forma a la adaptación humana a los alimentos ricos en féculas, sino que su duplicación pudo haberse producido hace más de 800 000 años, mucho antes de la llegada de la agricultura e incluso antes de que los humanos y los neandertales divergieran, destacan los autores.
Lo más sorprendente de nuestro estudio fue la gran variabilidad estructural que observamos en esta región del genoma, algo bastante raro en genes que codifican proteínas”
Omer Gokcumen, coautor del trabajo (Universidad de Búfalo)
“Cuantos más genes de amilasa se tengan, más de esta enzima se puede producir y más almidón se podrá digerir eficazmente”, explica Omer Gokcumen, coautor del trabajo e investigador de la Universidad de Búfalo.
Gokcumen comenta a SINC que lo más sorprendente del estudio fue “la gran variabilidad estructural que observamos en esta región del genoma, algo bastante raro en genes que codifican proteínas”.
Duplicaciones de “una antigüedad fascinante”
Además, agrega, “fue fascinante descubrir la antigüedad de las copias iniciales. Estas primeras duplicaciones hicieron que la región fuera mutablemente inestable, lo que sigue impulsando la variación que vemos hoy en día”.
Los investigadores analizaron el ADN de 68 humanos antiguos, entre ellos un espécimen de 45 000 años de antigüedad de Siberia, y hallaron que los cazadores-recolectores preagrícolas ya contaban con entre cuatro y ocho copias del gen AMY1, lo que indica que la capacidad de digerir almidón ya era un rasgo importante antes de la domesticación de plantas.
El uso de tecnologías avanzadas como la secuenciación de lectura larga permitió a los investigadores mapear esta región del genoma con un detalle sin precedentes. “Antes, las técnicas de lectura corta no podían diferenciar con precisión entre copias del gen debido a su naturaleza repetitiva”, explica Gokcumen.
Un alimento rico en calorías como la tortilla española habría sido un sueño para nuestros antepasados en la sabana
Omer Gokcumen
Los alimentos ricos en almidón son una excelente fuente de calorías y, durante la mayor parte de nuestra historia evolutiva, conseguir suficientes alimentos fue una lucha constante.
“Es probable que nuestros ancestros ansiaran alimentos ricos en calorías, sobre todo en épocas de hambruna. Un alimento rico en calorías como la tortilla española habría sido un sueño para nuestros antepasados en la sabana”, bromea el investigador.
Un impulso codificado en nuestra genética
“Este fuerte impulso por los hidratos de carbono está codificado en parte en nuestra genética. La variación en el gen AMY1 puede desempeñar una función en la forma en que saboreamos y metabolizamos los alimentos ricos en almidón, pero se necesita más investigación para comprender plenamente su impacto”, subraya.
Respecto a la conexión entre la variación genética de este gen y su impacto en la salud metabólica actual, Gokcumen dice que “aún se debaten los mecanismos exactos por los que el AMY1 afecta a la salud humana”.
Lo que esta investigación deja claro, recalca, “es que que AMY1 se ha mantenido e incluso duplicado adaptativamente para conferir algunas ventajas biológicas en el linaje humano por razones evolutivas”.
La variación en el gen AMY1 puede desempeñar una función en la forma en que saboreamos y metabolizamos los alimentos ricos en almidón, pero se necesita más investigación para comprender plenamente su impacto
Omer Gokcumen
Sin embargo, “aún no está claro si el efecto principal es directamente metabólico (relacionado con la digestión), sensorial (cómo percibimos los alimentos ricos en almidón) o indirecto a través del microbioma, o una combinación de estos”.
Además, señala Gokcumen, “los efectos de la variación de AMY1 dependen en gran medida de la dieta. Por ejemplo, “el número de copias de este gen puede tener un impacto mínimo en alguien que sigue una dieta cetogénica –baja en carbohidratos–. Nuestro estudio sienta las bases para comprender mejor estas complejidades”.
Copias en neandertales y denisovanos
Los autores encontraron pruebas de replicaciones del gen AMY1 tanto en neandertales como en denisovanos.
Según aclara Gokcumen, “si estas copias son idénticas por descendencia, esto sugeriría que las duplicaciones iniciales se produjeron antes de que los humanos y los neandertales divergieran, potencialmente hace 800 000 años”.
Sin embargo, prosigue, “también es posible que influyera la mezcla entre las primeras poblaciones humanas y los primeros homininos, o que se produjeran copias independientes en ambos linajes. Se necesitan más investigaciones para aclarar estas posibilidades. En cualquier caso, nuestro estudio demuestra claramente que las copias iniciales son anteriores a la agricultura”, reitera.
Referencia:
Feyza Yılmaz et al.“Reconstruction of the human amylase locus reveals ancient duplications seeding modern- 2 day variation”. Science.(2024)
Fuente:
SINC
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