L'ADN de Tutankamon

Aquests dies és notícia Tutankamon i les anàlisis de DNA que s'han fet per determinar la causa de la seva mort i establir les relacions genealògiques entre diverses mòmies. Els titulars dels articles dels diaris així ho reflexen. Per exemple: "El ADN de Tutankamón revela que murió de una enfermedad ósea relacionada con la malaria", "Nefertiti no era la madre del rey" o "El paludismo contribuyó a la muerte de Tutankamón, según un estudio de su ADN".

Els resultats dels anàlisis d'ADN ha portat sorpreses, com per exemple que els seus pares eren possiblement germans o que la seva mare no era Nefertiti, i ha permès obtenir una possible relació genealògica entre diverses mòmies:



Tot i que no hi ha cap novetat científica important en la notícia (no ha estat la primera mostra de "DNA antic" que s'ha extret i analitzat i per exemple la notícia recent de la seqüenciació del genoma humà d'un esquimal que va viure fa uns 4000 anys era científicament més novedosa), penso que s'ha perdut una molt bona oportunitat per fer una mica de difusió científica. En les notícies s'esmenta que tot aquest nou coneixement ha estat gràcies a l'anàlisi del DNA, però de quina mena d'anàlisi parlen? Sembla que haguin extret el DNA de les mòmies (això sí que queda prou clar), l'haguin possat en un barret i oh màgia! tenim les relacions genealògiques de les mòmies. A veure si podem profunditzar una mica més:

La clau per establir les relacions genealògiques ha estat l'estudi de les variacions que dins del genoma humà trobem entre diferents individus. En concret, s'han estudiat diverses variacions conegudes amb el nom de microsatèl·lits, que s'han utilitzat com a marcadors genètics. Podem definir un microsatèl·lit com una seqüència de DNA en les que un fragment, que pot anar des de 1 a 6 nucleòtids, es repeteix diverses vegades, de manera consecutiva. La variació del nombre de vegades que es repeteix pot variar entre individus i es pot utilitzar per establir si existeix una relació pare/mare-fill/a entre dos individus. Com que tenim 2 còpies de tots els cromosomes (un que heretem del pare i l'altre de la mare), el nombre de repeticions en un microsatèlit també l'hem heretat dels nostres progenitors, que el van heretar dels nostres avis, i així successivament. Per saber el nombre de repeticions que un individu té en un determinat microsatèl·lit només cal extreure una mostra de DNA (es pot treure d'un ós, pel, ...) i amplificar mitjançant una PCR la regió que conté les repeticions, utilitzant uns o encebadors primers.



En el cas de Tutankamon s'han utilitzat 8 microsatèl·lits i en la figura següent podem veure el nombre de repeticions de cada mòmia en cada microsatèl·lit:



Amb aquesta informació es pot fer una possible genealogia i establir que el pare de Tut (Akhenaten) i la seva mare (la mòmia KV35YL) possiblement eren germans:


El treball amb DNA antic es especialment dificultós. El DNA al cap dels anys es va trencant i el que s'obté són fragments petits, que dificulten l'assaig. Hi ha també el problema de la contaminació. Com es pot estar segur de que realment estem obtenint el DNA, en aquest cas de la mòmia, i no per exemple dels investigadors que fan l'anàlisi i que podrien haver contaminat la mostra. És per això que en aquest tipus d'anàlisi cal ser molt curós. Per a que un resultat segui creïble, cal repetir molts cops els assajos i comprovar que sempre surt el mateix. Normalment els assajos es fan simultàniament en dos laboratoris diferents, utilitzant investigadors diferents. Fins i tot cal analitzar el DNA dels investigadors per descartar contaminacions.

Article original: Z. Hawass et al. Ancestry and Pathology in King Tutankhamun's Family. JAMA. 2010;303(7):638-647.

Tests genetics i Genealogies

Des de fa uns anys ençà han sorgit tot una sèrie d'empreses relacionades amb el món dels tests genètics. L'usuari els hi envïa una mostra del seu DNA, l'empresa l'analitza i et ven els resultats. Un tipus d'aquestes empreses et venen "anàlisis d'origen", per exemple:

Un test .... le permitirá investigar su origen mediante una simple muestra de saliva. Se determinarán su haplogrupo, su pueblo originario y su región de origen. Dependiendo de su perfil genético, una categorización en un solo pueblo antiguo no es posible. Al ser este el caso, recibirá una lista con cada pueblo antiguo posible. El test incluye un acceso sin restricción de tiempo al mayor banco de datos de genealogía ADN en el mundo. Allí puede encontrar familiares que hasta el momento le eran desconocidos.

Un del tests de la companyia iGenea t'ofereixen descobrir si ets descendent de Napoleò:

La gran oportunidad de comparar los perfiles genéticos de los descendientes masculinos directos de Napoleón : compare su perfil con los de otros posibles descendientes.

iGENEA busca personas que tengan ascendencia directa por la línea masculina de Napoleón Bonaparte I. La línea directa masculina incluye a su vez los siguientes parentescos con Napoleón.

I és que es tenen dades genètiques d'alguns personatges famosos, veieu el link següent, entre d'altres:

• La família Romanov
  
• Marie Antoinette
  
• Jesse James
  
• Francesco Petrarca
  
• Nicholas Copernicus
  
• Otzi o l'home de gel
  
• Thomas Jefferson
  
• Genghis Khan

La majoria d'aquestes dades genètiques corresponen als anomenats DNA Haplotypes, és a dir variants en una posició del genoma (coneguts amb el nom de SNPs) normalment del genoma mitocondrial o del cromosoma Y, obtinguts a partir de l'anàlisi genètic dels óssos, pèls o altres restes dels personatges. Fins i tot es comença a disposar de més informació genètica d'un sol individu. L'extrem és disposar de la seqüència complerta del genoma. Entre altres, les persones (algunes anònimes, altres amb noms i cognoms) de les quals s'ha seqüenciat el seu genoma són (veieu un llistat més extens en aquest link):

• James Watson.
  
• Craig Venter, el primer genoma diploide en ser seqüenciat.
  
• Stephen Quake, un enginyer d'Stanford que ha desenvolupat un nou seqüenciador.
  
• George Church, un dels impulsors del Personal Genome Project.
  
• Marjolein Kriek, la primera dona a ser seqüenciada.
  
• Hermann Hauser, el primer en contractar els serveis de l'empresa Illumina.
  
• Un xinès
  
• Seong-Jin Kim.
  
• Dos koreans.
  
• Un Yoruba de Ibadan, Nigèria.
  
• 14 individus seqüenciats per Complete Genomics.
  
• 6 genomes (i 180 amb un baix coverage) del projecte 1000 Genomes Project.
  

Hi ha força gent interessada en la Genealogia i la cerca dels seus ancestres. Per fer-ho, però, no calen anàlisis de DNA, només molta paciència per cercar tota la informació. Això sí, et pots trobar amb sorpreses i es que tots (en més o menys mesura) estem relacionats. Fixeu-vos per exemple en les relacions genealògiques dels presidents dels Estats Units. Com a curiositat us diré que resulta que un servidor és descendent d'un fill bastard del "Señor de Neboeyro", de contrades galleges.

DNA Copernic

Encara que amb una mica de retard, la notícia és de finals de Novembre del 2008, aquest blog vol fer ressò d'una troballa històrica més, confirmada gràcies als anàlisis de DNA. Es tracta de la identificació de les restes de Nicolau Copèrnic, enterrades a la catedral de Frombork, Polònia, la ciutat on va viure i morir al 1543. Les restes van ser trobades a l'agost del 2005 i els anàlisis forenses van posar de manifest que corresponien a un home d'uns 70 anys. L'edat de Copèrnic quan va morir. De fet estava documentat que Copèrnic havia estat enterrat en aquesta catedral, però no s'havien trobat les seves restes. A partir dels óssos trobats fins i tot es va fer una reconstrucció de com podia haver estat l'aparença de Copèrnic.



La confirmació de que les restes trobades corresponen a Copèrnic s'ha fet gràcies a la comparació del DNA extret de les dents i del fèmur de les restes trobades i el DNA extret d'un pel de Copèrnic i trobat en un llibre que se sabia que havia estat d'ell i que es conserva a la Universitat d'Uppsala, Suècia.

Tota la història de la identificació s'explica en un documental titulat "Copernicus Code Mystery", emès el 19 de Novembre del 2008 per la televisió Sueca. A manca de trobar el documental complert, us deixo un petítisim trailer:

El DNA posa fi al misteri de la princesa Anastasia

1a part: La matinada del 17 de Juliol de 1918, l'últim Zar de Rússia, Nicolau II, és assassinat juntament amb la seva dóna, la Zarina Alexandra, els seus 5 fills i 4 servents. Els assassins tenen instruccions de mutilar i amagar els cossos per a que no puguin ser reconeguts. És per això que els cremen i ruixen amb àcids i els enterren.

2a part, 1991: Es fa públic que les restes d'una fossa trobada a Yekaterimburg, descoberta durant els anys 70 pel geòleg Alexander Avdonin, poden contenir els restes del Zar i la família Romanov. Anàlisis genètics posteriors (del 1994 i 1996) demostren que les restes trobades corresponen al Zar Nicolau II, la Zarina Alexandra, tres de les seves filles i 4 dels seus servents. No es troben però els restes del príncep Alexis i una de les filles. Això fa que es reobrin els rumors de que potser hi va haver algun supervivent, com la princesa Anastasia.

3a part, Juliol de 1997: A uns 70 metres de la fossa descoberta amb anterioritat es troba una segona fossa amb les restes de dues persones. Són els dos fills que falten?

4a part, 10 de Març del 2009: La revista científica PLOS one publica un article on es mostren les proves de que les dues últimes restes són les dels dos fills dels Romanov que quedaven per a identificar. Com podem estar segurs d'aquest fet? entre altres evidències, les anàlisis del DNA extret de les restes ho demostra clarament. Una de les dues persones, segons el anàlisis de DNA, correspon a un nen amb un cromosoma Y idèntic al de les restes extretes de la primera fossa, identificat com a corresponents al Zar Nicolau II. Com que el cromosoma Y només s'hereda de pare a fill, no queda dubte de que es tracten de les restes d'Alexis. Per una altra banda, la segona de les dues persones trobades a la segona fossa, corresponen a una nena, amb un DNA mitocondrial idèntic al de la Zarina i les altres filles trobades en la primera fossa. Com que el DNA mitocondrial només s'hereda de Mare a filles, les restes corresponen a la filla dels Zars de Rússia que quedava per trobar.

Com podem estar segurs però de que les restes de la primera fossa són realment els del Zar, la seva dóna i tres de les seves filles? Doncs perquè nous anàlisis genètics de les restes de la primera fossa posen de manifest la semblança genètica de les restes amb descendents vius de la família, i perquè el DNA suposadament del Zar coincideix amb el DNA extret d'una taca de sang d'una camisa que portava el Zar Nicolau II al 1891 al Japó i que es va conserva com a relíquia. Per tant, misteri ressol: Ni el Zar, la seva dóna ni cap dels seus fills va sobreviure.



Bé, hi ha però un petit detall encara per resoldre. Ni l'anàlisi de les restes trobades ni les anàlisis de DNA poden distingir entre les restes de les princeses Maria (de 19 anys quan va morir) i Anastasia (de 17 anys quan va morir), una enterrada en la primera fossa, i l'altre a la segona.

La privacitat genètica dels candidats presidencials

Ara que ja ha estat escollit el proper president dels EEUU semblava que estaríem un temps tranquils, ja que, en principi, les properes eleccions presidencials americanes no seran fins d'aquí 4 anys, al 2012. Però sembla que ja es comença a parlar de la campanya del 2012. En un article recentment publicat a la prestigiosa revista New England Journal of Medicine es fan ressò dels debats que hi hagut sobre la salut dels candidats i la conveniència o no de que els candidats facin públics alguns detalls mèdics sobre la seva salut o les malalties patides pels seus familiars més directes. I és que d'aquí a 4 anys es possible que la seqüenciació del genoma humà de cada individu sigui molt més factible. Fins i tot discuteixen que obtindre una mostra del DNA d'un candidat presidencial (i d'una persona qualsevol) podria resultar relativament fàcil. Un got d'una festa o recepció, per exemple, podria ser aprofitat pel candidat de l'altre bàndol per obtindre una mostra de DNA i fer un assaig genètic per intentar aprofitar la informació obtinguda en el seu favor. Quin tipus d'informació es podria fer sevir contra un candidat? Doncs la susceptibilitat de patir alguna malaltia o trastorn psiquiàtric. Què us sembla?

Post inspirat en http://thepersonalgenome.com/2008/11/presidential-dna-dont-ask-dont-tel/

Ciencia amb humor (vi) - Les implicacions etiques i morals de la seqüenciació del genoma humà

Aquí continua les vinyetes còmiques en relació amb la seqüenciació del genoma humà. Aquí trobareu totes aquelles vinyetes més relacionades amb els aspectes ètics. I és que l'ús (o millor dit el mal ús) que es pot derivar de la informació continguda en el genoma humà, sempre ha estat un motiu de preocupació per a la societat. De fet al voltant d'un 4% del pressupost del consorci públic es va dedicar a l'estudi de les implicacions ètiques, legals i socials (Ethical, Legal, and Social Implications -ELSI-). De fet, el fet de dedicar un percentatge del pressupost per aquestes qüestions ho va improvisar el primer president del consorci públic, el famós James Watson, durant una conferència de premsa. Va dir:"El 3% dels diners nostres haurien de dedicar-se a temes ètics. Si us digués el 1%, la gent pensaria que és purament simbòlic, S us digués el 20% la gent pensaria que estic boig." Al final va ser un 4%.

Ciencia amb humor (v) - Més sobre el genoma humà

Aquesta secció continua amb les vinyetes còmiques relacionades amb la seqüenciació del genoma humà:

Predisposicio genetica a la calvicie

Sempre he cregut que la calvície era un exemple de trastorn associat als cromosomes sexuals. Els homes i les dones ens diferenciem en els cromosomes sexuals (l'últim parell, el parell 23, dels cromosomes). Mentre que les dones tenen dues còpies del cromosoma X (són per tant XX), els homes tenen un cromosoma X (sempre heretat de la mare) i un cromosoma Y (molt més petit i heretat del pare). Què passa doncs si hi ha un gen associat a una malaltia o trastorn en el cromosoma X? Si aquest trastorn és recessiu, és a dir calen dues còpies per a que es manifesti (al contrari de dominant, on només caldria tenir una còpia amb el trastorn per a que es manifestés), resulta que hi pot haver dones sanes (amb les dues còpies del gen intacte), dones sanes i portadores (una còpia intacta i l'altra amb la variant associada a la malaltia) i dones malaltes (amb les dues còpies de la variant associada amb la malaltia), Però que passa amb les homes? Al tenir només un cromosoma X, només poden ser malalts o sans. És per això que certs trastorns o malalties poden ser més freqüents en els homes. Doncs la calvície és un d'aquests casos. AL 2005 uns científics alemanys varen identificar un gen (AR, que codifica pel receptor dels andrògens) relacionat amb la calvície localitzat en el cromosoma X. Això explica la més alta incidència de la calvície en els homes. El que no explica però aquest gen, és la transmissió genètica de la calvície que s'observa alguns cops del pare al fill (recordeu que el cromosoma X dels homes l'heretem de la mare). Ahir es va aclarir una mica més el tema, doncs dos grups d'investigadors britànics (amb col·laboració amb l'empresa DeCode, la mateixa que vàrem parlar quan parlàvem dels tests genètics) i alemanys han publicat la troballa d'una alteració genètica en el cromosoma 20 associada amb la calvície. A més, els individus que tinguin les dues alteracions (la del cromosoma X i la del cromosoma 20) sembla que tenen un risc 7 vegades més gran de patir calvície.

Els americans que fan negoci de tot, fa un cert temps que ofereixen un test genètic (preu 249$) per detectar el possible risc de calvície (en diferents graus) en els homes i en les dones. L'empresa que ofereix aquest servei s'anomena HairDX i fins ara feien una anàlisi del gen del cromosoma X associat amb la calvície. No sabem si també inclouran ara un anàlisi de la variant localitzada en el cromosoma 20.

Podeu llegir també la notícia apareguda a EL PAIS.

Ciencia amb humor 1

Comencem una nova secció titulada Ciència amb humor on anirem penjant dibuixos (cartoons) relacionats amb la ciència.

Aquí us deixo el primer, relacionat amb el post on parlàvem dels tests genètics.

La vinyeta representa una entrevista de feina de l'any 2010. L'entrevistador li explica que dels resultats del test genètic veuran la seva predisposició a algunes malalties i que estan treballant en trobar el gen de "treballar moltes hores i cobrar poc".

Tests genetics

El dia 9 de Setembre la companyia 23andMe ha anunciat una baixada de preus, des de 999$ fins 399$, del servei que ofereixen. Aquest servei no és altre que un test genètic. A través d'una mostra de saliva que s'envia a la companyia, t'envien els resultats d'un test genètic que et mostra entre altres coses: susceptibilitats de patir alguna de les malalties que tenen un cert component genètic, informació sobre els teus ancestres (si tens per exemple una variant en una part del teu genoma que per exemple és més comú entre els esquimals), comparació del teu DNA amb familiars o amics que també s'han fet el test, i altre informació que es pot extreure de l'anàlisi del DNA d'una persona. En el blog del Pere Estupinyà, ja ens explicava que recentment l'empresa havia organitzat una festa on anava recollint mostres de saliva dels convidats il·lustres i els hi regalava els resultats del seu test. L'empresa 23andMe és propietat de la dona d'un dels fundadors de Google, Sergey Brin. Doncs fa tres dies que en el mateix blog del Sergey Brin, aquest anuncia que s'ha fet un dels tests genètics de la companyia i que els resultats mostren que té una mutació, la G2019S, en el gen LRRK2 que el predisposa a patir la malaltia de Parkinson, com pateix la seva mare. Ell explica que es va fer el test com a diversió i que no s'esperava que li donessin una notícia com aquesta. En aquest cas, com molts altres resultats d'aquests tests genètics, el resultat només és una predisposició més alta de l'habitual a patir una determinada malaltia. Cal no treure de context els resultats d'aquests tipus de test i que t'ho expliquin molt bé. Aquest tipus de notícies són difícils de pair i hi ha gent que segur no ho vol saber (de moment no hi ha cura per moltes d'aquestes malalties i a més pots tenir una variant que predisposa per una malaltia i no desenvolupar-la). El creador de Google, Sergey Brin, s'ho ha pres bé. Diu que considera que és una sort que disposi d'aquesta informació, doncs a partir d'ara es podrà preparar. De ben segur que a partir d'ara els diners dedicats a la recerca d'aquesta malaltia augmentaran. Podeu llegir la notícia a la web de Scientific American.

La companyia 23andMe no és l'única que ofereix aquests serveis. Altres companyies que ofereix aquests serveis són la companyia Islandesa deCODE genetics amb el seu servei anomenat deCODEme i les companyies Navigenics i DNAdirect.
Per finalitzar us deixo un vídeo que a mi m'ha agradat molt, explicant els resultats que et donen aquests tipus de tests (altre informació relacionada la trobareu aquí):