Como capturar um neandertal

Dos dois artigos descrevendo o genoma do neandertal, um que me pareceu ter recebido menos atenção foi um em colaboração com o laboratório de Cold Spring Harbor. Nele os autores descrevem a técnica de captura por hibridização em microarray, que permite "filtrar" regiões do genoma de interesse. As regiões interessantes são seqüencias de DNA que codificam para proteínas, e especificamente regiões em que a proteína humana é distinta da de chimpanzés e orangotangos. Como vimos antes, pode-se fazer com que o microarray detecte ao mesmo tempo um número enorme de moléculas. Nesse estudo eles desenharam as moléculas para que se associem a regiões ao redor das substituições de DNA específicas de humanos, compondo no total quase 14 mil substituições. Essa técnica mostrou-se muito útil em uma amostra como a de neandertal, que apresentava contaminação de 99,8% (presença indesejável de DNA bacterial ou de humanos).

Eles então usaram esse microarray para capturar selectivamente o DNA genômico de um osso de 49 mil anos de neandertal, extraído da caverna de El Sidrón, na Espanha. Ou seja, eles se concentraram nos genes humanos que são distintos dos outros primatas, e através dessa captura puderam identificar se os equivalentes neandertais se pareciam mais aos outros primatas ou a humanos. Em 91,5% dos casos o osso neandertal apresentou a versão "humana" da substituição no gene, e em 8,5% o DNA neandertal se parecia mais ao de chimpanzé - para o grupo de genes estudados que passou nos testes de contaminação.

Porém mesmo dentro da população humana há diversidade (ainda bem!), e assim os pesquisadores utilizaram a mesma técnica em um conjunto de 50 genomas humanos extraídos do Painel de Diversidade Genômica Humana (uma base de dados de genomas contemporâneos, considerados importantes por sua diversidade e raridade). Para esse conjunto de indivíduos 87,8% das substituições estão fixadas - ou seja, não há diversidade dado que todos apresentam o mesmo estado - e o resto é polimórfico. Combinando os dois resultados, verificaram que há 88 substituições fixadas (compartilhadas por todos) nas populações modernas onde os neandertais apresentam a forma ancestral. Ou seja, essas 88 modificações - em 83 genes, pois há genes com mais que uma substituição - são mais recentes que a divisão entre o humano moderno e os neandertais e podem ser importantes evolutivamente. A cobertura média foi de 5 vezes para as seqüências de neandertal e de 10 vezes para o DNA humano, onde "cobertura" é o número de vezes que uma mesma base foi sequenciada, e é uma medida de qualidade por redundância.

Os autores ressaltam que há uma limitação no estudo devido à diversidade de amostras: um estudo preliminar do grupo comparando com o "genoma de referência" humano (uma "média" do que seria nosso genoma) apontava para um número muito maior de aminoácidos diferentes do que comparando com os 50 genomas individuais. Talvez se levarmos em conta toda a variabilidade genética dos humanos modernos o número de aminoácidos seja ainda menor que os 88. Mas vale a pena estudar com cuidado esses genes, e é o que farão a partir de agora.

Referência:
Burbano, H., Hodges, E., Green, R., Briggs, A., Krause, J., Meyer, M., Good, J., Maricic, T., Johnson, P., Xuan, Z., Rooks, M., Bhattacharjee, A., Brizuela, L., Albert, F., de la Rasilla, M., Fortea, J., Rosas, A., Lachmann, M., Hannon, G., & Paabo, S. (2010). Targeted Investigation of the Neandertal Genome by Array-Based Sequence Capture Science, 328 (5979), 723-725 DOI: 10.1126/science.1188046


Para saber mais:
Science Daily
Neandertais há quatro anos e hoje (post anterior)

Obs: In memoriam ao professor Javier Fortea, um dos responsáveis pelo projeto, que infelizmente não verá este fruto de seu trabalho.