thumb|right|El Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva. Leipzig (Alemania). El proyecto del genoma del neandertal (Neanderthal genome project) es un proyecto de secuenciación anunciado conjuntamente en julio del 2006 por el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig y la empresa de los Estados Unidos 454 Life Sciences.
Se publicaron los resultados del proyecto en el número de mayo del 2010 de la revista Science. Se presentaba allí un borrador del genoma del neandertal basado en el análisis de 4 mil millones de pares de bases de ADN de esa especie. El estudio señalaba que se había dado cierta mezcla de genes entre neandertales y ejemplares de Homo sapiens anatómicamente modernos, y que algunos componentes del genoma del neandertal permanecen en el de los humanos modernos de fuera de África.GREEN, Richard E., KRAUSE, J., BRIGGS, A.W., et al., mayo del 2010: A draft sequence of the Neandertal genome (Borrador de la secuencia del genoma del hombre de Neandertal). Science, 328 (5979): 710–22. doi:10.1126/science.1188021. PMID 20448178; en inglés.The Neandertal in us (El neandertal que llevamos dentro). Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology (Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva). Max Planck Society (Sociedad Max Planck). 7 de mayo de 2010; en inglés. Con la secuenciación del genoma completo del neandertal en el 2013 por el grupo de Svante Pääbo se ha verificado esta mezcla de genes, entre otros descubrimientos.
Descubrimientos
Con unos 3.200 millones de pares de bases, el genoma de Homo neanderthalensis tiene un tamaño casi igual que el de H. sapiens. Según se desprende de las secuencias preliminares, los pares de bases de las dos especies son iguales en un 99.7%; la proporción es del 98.8% entre H. sapiens y los chimpancés.McGROARTY, Patrick, 12 de febrero de 2009: Team in Germany maps Neanderthal genome (Un equipo de Alemania confecciona el mapa del genoma del hombre de Neandertal). The Associated Press. En inglés.<ref>THAN, Ker, 6 de mayo de 2010: Neanderthals, Humans Interbred—First Solid DNA Evidence" (Cruce entre Homo neanderthalensis y H. sapiens: primera prueba consistente en el ADN). National Geographic Society.</ref> En otros estudios, la proporción de igualdad entre los pares de bases de H. sapiens y los de los chimpancés es cercana al 94%.COHEN, Jon, 29 de junio de 2007: Relative Differences: The Myth of 1% (Proporción de diferencias entre especies próximas: el concepto errado del 1%). American Association for the Advancement of Science (Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia).Humans and Chimps: Close But Not That Close (Humanos y chimpancés: próximos pero no tan próximos). Scientific American. 19 de diciembre de 2006. En inglés.
Se obtuvo ADN de neandertal mediante la extracción practicada en el fémur; para ello se contó con tres huesos de hembras de hace unos 38.000 años hallados en la cueva de Vindija (Croacia), más otros hallados en España, Rusia y Alemania.Scientists Decode Majority of Neanderthal Man's Genome (Unos científicos descifran la mayor parte del genoma del hombre de Neandertal). Deutsche Welle. 13 de febrero de 2009. Sólo hizo falta medio gramo de las muestras óseas para obtener la secuencia, pero el proyecto tuvo que enfrentarse con muchas dificultades: entre ellas, la contaminación del material por bacterias de los neandertales y por quienes habían manejado las muestras en los yacimientos y en el laboratorio. A la hora de secuenciar el genoma, se escoge la muestra que menor grado de contaminación tenga, para ello se analiza el porcentaje de ADN mitocondrial humano y neandertal por PCR, ya que los ADN tan antiguos son muy fáciles de contaminar. Además, su antigüedad hace que durante su manipulación para la secuenciación haya que tener especialmente en cuenta y corregir los errores y artefactos que se suelen introducir por esta edad.
En el 2010, el análisis del ADN mitocondrial del homínido de Denisova (Siberia) reveló que el espécimen difiere del hombre moderno en 385 de unas 15.500 bases de nucleótidos; la diferencia correspondiente entre el hombre de neandertal y el hombre moderno es de unas 202; entre los chimpancés y el hombre moderno, de unos 1.642 pares de bases de ADN mitocondrial. El estudio internacional, liderado desde el Instituto Max Planck, por Svante Pääbo, obtuvo la secuencia del genoma del homínido de Denisova,MEYER, Mathias et. al. (2012) "A High-Coverage Genome Sequence from an Archaic Denisovan Individual"; Science 338 (6104): 222-226. y ratificó que se trata de una especie diferente a los neandertales y los H. sapiens, que habría compartido con los neandertales un ancestro hace unos 650 000 años y con los humanos modernos hace 800 000 años.REICH, D. et. al. (2010) «Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia». Nature 468 (1012): 1053–1060.KRAUSE, J., FU, Q., GOOD, J.M., et al., abril del 2010: The complete mitochondrial DNA genome of an unknown hominin from southern Siberia (ADN mitocondrial completo de un homínido desconocido hallado en el sur de Siberia). Nature, 464 (7290): 894–7. doi:10.1038/nature08976. PMID 20336068. Aun en el caso de que el linaje del ADN mitocondrial del homínido de Denisova sea anterior a la divergencia entre los neandertales y los humanos modernos, la teoría de la coalescencia, referida al ancestro común más reciente, no descarta una divergencia posterior de su ADN nuclear.
También en Denisova fue encontrada una falange del cuarto o quinto pie de un individuo adultoMEDNIKOVA, M.B. (2011) "A proximal pedal phalanx of a Paleolithic hominin from denisova cave, Altai"; Archaeology, Ethnology & Anthropology of Eurasia 39 (1): 129-138. que al ser analizada resultó ser de un neandertal. Tanto la falange del dedo de la mano del hombre de Denisova encontrada en 2008, como la falange del dedo del pie neandertal encontrada en 2010, pertenecían al estrato 11 de la galería este de la cueva de Denisova, en la cordillera de Altái. Sin embargo, el hecho de que el resto Neandertal apareciese en un subestrato inferior de la cueva, indica una mayor antigüedad del mismo. De este hueso fue obtenida una secuencia completa del genoma neandertal de muy alta calidad,PÄÄBO, Svante (2013) "A high-quality Neandertal genome sequence". Department of Genetics, Max-Planck-Gesellschaft. Consultado el 30 de marzo de 2013. reforzando el análisis genómico tanto la mayor antigüedad que se le dedujo como su origen Neandertal. Así, al individuo al cual pertenecía la falange se le nombró como El Neandertal de Altai.
Historia
En el 2006, publicaron sus resultados dos equipos que trabajaban con las mismas muestras de neandertal:
El equipo de Richard Green, en Nature.GREEN, Richard E. et al., 16 de noviembre de 2006: Analysis of one million base pairs of Neanderthal DNA (Análisis de un millón de pares de bases de ADN de neandertal). Nature, 444 (7117): 330–336. doi:10.1038/nature05336. PMID 17108958. En inglés.
El equipo de Noonan, en Science.NOONAN, James P. et al.: 17 de noviembre de 2006: Sequencing and Analysis of Neanderthal Genomic DNA (Secuencia y análisis del ADN del hombre de Neandertal). Science, 314 (5802): 1113–1118. doi:10.1126/science.1131412. PMC 2583069. PMID 17110569.
Esos resultados fueron recibidos con cierta crítica, sobre todo en lo referente a la posibilidad de la inclusión de genoma de neandertal en el del hombre moderno.TIMMER, John, 17 de noviembre de 2006: [http://arstechnica.com/science/news/2006/11/6005.ars Welcome to Neanderthal genomics] (Bienvenidos a la genómica del hombre de Neandertal); en inglés. El gen FoxP2, relacionado con el habla, fue hallado en el ADN de los ejemplares 1.253 y 1.351c de la cueva de El Sidrón, y presentaba las mismas mutaciones que en el hombre moderno, lo que apunta a que una especie podría haber tenido algunas de las capacidades básicas de lenguaje de la otra.KRAUSE, J., LALUEZA-FOX, C., ORLANDO, L et al., noviembre del 2007: The derived FOXP2 variant of modern humans was shared with Neandertals (La variante de FoxP2 derivada propia del hombre moderno estaba presente también en el hombre de Neandertal). Current Biology (Biología actual), 17 (21): 1908–12. doi:10.1016/j.cub.2007.10.008. PMID 17949978.INMAN, Mason, 12 de febrero de 2009: Neanderthal Genome "First Draft" Unveiled (Revelación del primer borrador del genoma del Hombre de Neandertal); en National Geographic News (Noticias de la National Geographic; en inglés.
En el 2006, el equipo de Richard Green había empleado una técnica de secuenciación, por entonces novedosa, que había desarrollado la empresa 454 Life Sciences y que servía para amplificar moléculas individuales con el objetivo de su caracterización, y proporcionaba más de un cuarto de millón de secuencias cortas. La técnica facilita lecturas localizadas al azar, de manera que las secuencias de interés, como son los genes que difieren entre el neandertal y el hombre moderno, también se presentan al azar. El empleo de esa técnica destruye la muestra secuenciada.YARRIS, Lynn, 15 de noviembre de 2006: Research News, Berkeley Lab (Laboratorio de Berkeley: Noticias de investigación): Neanderthal Genome Sequencing Yields Surprising Results and Opens a New Door to Future Studies (La secuenciación del genoma del neandertal da resultados inesperados y abre una puerta a estudios subsiguientes).
El equipo de Noonan, dirigido por Edward Rubin, empleó una técnica diferente: hacer inserción del ADN de neandertal en bacterias que harían copias de un fragmento. El equipo demostró que se puede obtener secuencias del genoma del nandertal empleando una aproximación metagenómica basada en una genoteca. Todo el ADN de la muestra se perpetúa en genotecas metagenómicas.
En conjunto, los resultados de un equipo y los del otro fueron muy similares, si bien uno señalaba que podía haberse dado la mezcla de los genomas del hombre de Neandertal y el moderno, y el otro no halló indicios de ese hecho. Ambos declararon que no había datos suficientes para llegar a una conclusión definitiva al respecto.
La publicación del equipo de Noonan refería que algunas secuencias del ADN de neandertal se correspondían con otras de los chimpancés, pero no del hombre moderno. De esta manera, se puede calcular con cierta precisión la antigüedad del ancestro común más reciente de H. sapiens y H. neanderthalensis: a partir de sus muestras de neandertal y las de referencia de hombre moderno, el equipo considera una antigüedad de 706.000 años en el caso de ese ancestro común, y 370.000 en el caso de la separación entre las poblaciones ancestrales de neandertales y modernos.NOONAN et al., 2006: « Our analyses suggest that on average the Neanderthal genomic sequence we obtained and the reference human genome sequence share a most recent common ancestor ~706,000 years ago, and that the human and Neanderthal ancestral populations split ~370,000 years ago, before the emergence of anatomically modern humans.»
En una investigación anterior del ADN mitocondrial, dirigida por Svante Pääbo en 1997, se había obtenido como resultado que la separación de linajes tenía una antigüedad de unos 500.000 años. El equipo de Green calculó una antigüedad de 516.000 años en el caso del ancestro común, y no indicaba antigüedad de la separación, si bien sostenía que el promedio en la divergencia de los alelos de la especie actual es de 459.000 con un margen de error de unos 40.000: se establecía el margen de confianza desde hace 498.000 años hasta hace 419.000, con un 95% de probabilidad de acierto. Todas estas cifras se obtuvieron considerando ausencia de presión selectiva. De haberse dado esa presión, la separación podría haberse dado antes. Se afirmaba en ese estudio:
« Neanderthal genetic differences to humans must therefore be interpreted within the context of human diversity.» (« Las diferencias genéticas entre H. neanderthalensis y H. sapiens han de ser interpretadas, por tanto, en el conjunto de la diversidad humana.»)