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Epigenetics of Canine Domestication from the Upper Paleolithic onwards

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La información que ofrece un cachorro de 14 000 años sobre el impacto de la domesticación y el estrés medioambiental en el ADN

Existen indicios, sobre todo en vegetales, de que los cambios epigenéticos provocados en organismos concretos a causa de estresantes medioambientales, se pueden transmitir de una generación a otra y quedar fijados. ¿Podrían los entornos adversos en los que vivieron los primeros perros combinados con la cría selectiva mostrar indicios de esta evolución mediada por la epigenética? Los socios de un proyecto se propusieron responder a esta pregunta.

Investigación fundamental

Los patrones de metilación del ADN (determinantes de si un gen se activa o desactiva) son la modificación epigenética más detectada provocada por el estrés medioambiental. Si bien esto es cierto en los vegetales, cada vez más indicios apuntan a que la situación también se da en animales. EpiCDomestic empleó fragmentos óseos para averiguar si esto era cierto o no y analizar la relación entre las modificaciones inducidas por el estrés y los patrones de metilación del ADN que podrían haberse producido durante los principios del proceso de domesticación. El proyecto EpiCDomestic contó con una colección de este tipo de restos de distintos entornos (Dinamarca, Groenlandia y la región de Siberia) pertenecientes a un marco temporal amplio, desde el Paleolítico superior (hace unos 30 000 años) al segundo milenio a. C., con la que pudo identificar variaciones moleculares para las que la domesticación europea ha tomado distintas trayectorias en función de la región. «Tenemos que arreglarnos con lo que tenemos», afirma el investigador principal, el Dr. Oliver Smith, encargado de la investigación y financiado con una beca del programa Marie Skłodowska-Curie. «En la mayoría de los casos tenemos hueso. Estamos estudiando sobre todo aspectos de la morfología ósea, pero este tipo de trabajos suele ofrecer sorpresas, por lo que examinamos todos los genes para los que se conocen la función». Uno de los retos a los que se enfrentaron fue que los patrones de modificación epigenética difieren entre ejemplares, entre tejidos del mismo ejemplar e incluso de una célula a otra, todo lo cual dificulta la labor de generar una idea coherente. Para simplificar el asunto al máximo, el equipo optó en un primer momento por utilizar el mismo tipo de tejido en cada muestra. «La mayor parte de los tejidos arqueológicos son óseos, y consideramos que podíamos buscar genes asociados al desarrollo morfológico relevantes para la reproducción, al menos en un principio. Como excepción contamos con un cachorro congelado de 14 000 años nacido de un perro doméstico en Tumat, una aldea de Siberia». Los restos están tan bien conservados que el Dr. Smith pudo afrontar el reto desde una perspectiva distinta. «La oportunidad tan enorme que se nos brindaba, nos obligó a comprobar si el epigenoma de distintos tejidos podría corresponderse con sus respectivos transcriptomas, esto es, si el estado de activación o desactivación de los genes concuerda con el nivel expresado de los genes que observamos en el [transcriptoma del] ARN para cada uno de los tejidos». Aún es pronto, pero los análisis iniciales apuntan a que incluso después de todo el tiempo pasado, todavía cabe la posibilidad de detectar estas señales complementarias. «Estos análisis son totalmente preliminares y nos encontramos en terreno desconocido, por lo que no corresponde todavía realizar afirmaciones rotundas», añade el Dr. Smith. Su trabajo es innovador y es posible ahora gracias a los progresos logrados en el conocimiento del ADN antiguo y en concreto sobre su degradación y deterioro. No ha sido hasta hace poco que se conoce la posibilidad de utilizar los patrones de degradación como guía de la metilación del ADN. Se habían realizado algunos trabajos de este tipo en humanos (neandertales y denisovanos) y el Dr. Smith había trabajado anteriormente con muestras de cebada. «Pero los trabajos al respecto fueron más pruebas de principio que para responder a una pregunta evolutiva específica», explica. De un tiempo a esta parte, la investigación al respecto está tomando forma, lo que implica que los análisis de este tipo de patrones de degradación permiten aclarar otros aspectos interesantes de la metilación del ADN. El Dr. Smith está interesado en concreto en el ARN antiguo: «La extracción de ARN de 14 000 años de antigüedad procedente de tejidos animales y conservado lo suficiente como para mostrar perfiles específicos de tejidos biológicamente significativos resulta todo un hito. Si tenemos en cuenta la enorme cantidad de virus de ARN que existen, como por ejemplo el VIH y los de la rabia y el sarampión, tenemos una fuente nueva e interesante de información sobre el pasado».

Palabras clave

EpiCDomestic, epigenético, modificación inducida por estrés, patrones de metilación del ADN, información biomolecular, Paleolítico superior, ARN antiguo

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