L’antico adattamento al clima si collega all’attuale salute metabolica
Le popolazioni umane si sono evolute in climi diversi. Per sopravvivere hanno dovuto modificare la capacità del corpo di produrre calore. Nel corso dei millenni, queste diverse condizioni ambientali sembrano aver agito come pressioni selettive per determinare variazioni genetiche e fenotipiche. Tratti come l’uso dell’energia e la regolazione della temperatura hanno radici in questi antichi adattamenti. In particolare, il tessuto adiposo bruno (BAT) e i muscoli scheletrici svolgono un ruolo rilevante nella generazione di calore.
Diversità attraverso l’adattamento al clima
Realizzato con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra) (MSCA), il progetto ClimAHealth(si apre in una nuova finestra) ha esplorato come i geni legati alla termogenesi - la capacità del corpo di produrre calore - variano tra le popolazioni. I ricercatori hanno analizzato i genomi di 26 popolazioni su quattro continenti alla ricerca di prove genetiche dell’adattamento delle vie termogeniche negli ultimi 30 000 anni. «Abbiamo scoperto che i geni coinvolti nella termoregolazione sono stati ripetutamente presi di mira dalla selezione naturale in diverse popolazioni, forse aiutando le popolazioni umane ancestrali a far fronte a climi contrastanti», spiega Diego Salazar-Tortosa, ricercatore principale di ClimAHealth della Università di Granada(si apre in una nuova finestra) in Spagna.
Decodificare gli antichi segnali genetici nei genomi moderni
I ricercatori hanno scoperto che i geni termogenici tendevano ad associarsi alla massa corporea. Ciò è coerente con la connessione tra produzione di calore, bilancio energetico e metabolismo lipidico/glucidico, suggerendo che antichi eventi di adattamento al clima possono ancora influenzare l’attuale variabilità dei tratti cardiometabolici. Inoltre, questi risultati possono aiutare a spiegare perché alcune popolazioni possono avere diverse predisposizioni genetiche ai disturbi legati all’obesità. È importante sottolineare come gli eventi adattativi causati dai climi antichi possano continuare a influenzare la salute umana oggi. «ClimAHealth approfondisce la nostra comprensione di come la biologia umana sia stata modellata dall’ambiente», osserva l’autore. «Queste conoscenze fondamentali potrebbero informare la ricerca futura nel campo della medicina personalizzata e della salute pubblica». Lo sviluppo di una nuova struttura di apprendimento automatico(si apre in una nuova finestra) ha permesso ai ricercatori di modellare i complessi segnali di adattamento nel genoma umano negli ultimi 30 000 anni. È interessante notare che questa struttura ha fornito prove solide di un adattamento genetico frequente e diffuso legato alla termogenesi.
Diversità della popolazione e modelli genetici
L’analisi della diversità delle popolazioni ha permesso a ClimAHealth di scoprire dove l’adattamento genetico è più forte (o almeno più visibile). Come indicato dal ricercatore co-principale David Enard: «Le popolazioni yoruba in Africa, che hanno sperimentato un minor numero di colli di bottiglia della popolazione(si apre in una nuova finestra) storici, hanno mostrato segnali di adattamento particolarmente forti». Prendendo in considerazione più popolazioni in tutto il mondo, i ricercatori sono riusciti a identificare le regioni genomiche che potrebbero essere state ripetutamente prese di mira dalla selezione naturale in ambienti diversi. La comprensione di questi modelli aiuta a ricostruire la storia evolutiva delle popolazioni umane e potrebbe fornire indicazioni sul perché alcuni tratti legati alla salute variano oggi tra le popolazioni.
Rilevanza clinica e indicazioni future
Un’importante scoperta di ClimAHealth è stata la creazione del connettoma del BAT(si apre in una nuova finestra), un insieme curato di geni associati alla funzione del grasso bruno. Questi geni non solo sono stati selezionati evolutivamente, ma sono anche altamente espressi nel BAT umano. Come spiega il ricercatore co-principale Jonatan Ruiz: «Questa mappa evidenzia i geni candidati che influenzano il bilancio energetico e il metabolismo attraverso il BAT». Anche se gli strumenti clinici non sono ancora all’orizzonte, il connettoma del BAT offre una solida base per futuri punteggi di rischio poligenico che tengano conto di più geni e si concentrino sui tratti legati all’obesità. Nel complesso, i risultati del progetto contribuiscono a una comprensione più approfondita del genoma umano e della sua storia evolutiva. Questa conoscenza è essenziale per comprendere i contributi genetici al rischio di malattia in popolazioni diverse e apre la strada a future applicazioni nella medicina evolutiva e nella salute personalizzata.
