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Genómica de poblaciones colombianas: ancestralidad y adaptación

Resumen en español

El término "intercambio colombino" se refiere a la transferencia masiva de vida entre la los hemisferios afro-euro-asiático y americano que fue precipitada por la llegada de Cristobal Colón al denominado nuevo mundo. Aunque se ha aceptado como una oportunidad para la creación de nuevos genomas humanos, que han sido moldeados por una rápida evolución adaptativa, el efecto de este intercambio en los genomas humanos actuales de los colombianos no ha sido explorado en toda su extensión. El objetivo de esta tesis de doctorado es conocer cuál es el efecto del intercambio colombino en la configuración actual de ancestralidad de los genomas de los colombianos y que implicaciones podría tener en la adaptación al medio de las poblaciones actuales. La hipótesis es que el proceso de evolución del genoma humano, estimulado por el intercambio colombino, se basó en un fenómeno de introgresión selectiva parcial de haplotipos a partir de poblaciones ancestrales, muchos de las cuales tenían utilidades adaptativas pre-evolucionadas. Metodología: Con base en datos denominados como de alcance genómico (genome widei se realizaron análisis comparativos de genomas de poblaciones ancestrales putativas con genomas de poblaciones mestizadas modernas. Se analizaron dos poblaciones humanas de Colombia, una proveniente de la ciudad de Medellín (eurodescendiente) y otra de la ciudad de Quibdó (afrodescendiente). Adicionalmente, se le realizó un análisis de enriquecimiento ancestral a los genomas de Medellín, con el cuál se identificaron loci con contribuciones ancestrales, a los cuales se les realizó un análisis funcional. Se determinó la variabilidad genética y los haplotipos de genoma uniparentales, mtADN (línea materna) y Y-DNA (línea paterna). Resultados: Se encontraron haplotipos con ancestralidades específicas que existen en frecuencias más altas en las poblaciones mestizadas de lo que se puede esperar por casualidad, un fenómeno muy similar a la introgresión. Los genomas colombianos de Medellín mostraron que su componente principal de ascendencia es europeo, seguido de nativo americano y africano. Algunos genes y cascadas de reacciones relacionadas con el funcionamiento del sistema inmune adaptativo e innato estaban particularmente sobrerrepresentadas entre los segmentos con ancestralidad enriquecida; así como genes implicados en la adaptación al medio como aquellos relacionados con la pigmentación de la piel (SCL4A5) y glándulas cutáneas (EDAR). La población del Chocó también mostró una mezcla genética triple pero predominantemente africana con contribuciones europeas y nativas americanas. En ambas poblaciones se encontró un exceso de ancestralidad europea en el linaje paterno y, por el contrario, un exceso de nativo americano en el linaje materno. Conclusiones: El mestizaje genético de los colombianos es el de mayor extensión en los países de Latinoamérica. El mestizaje genético específico de sexo demuestra claramente que el linaje paterno europeo fue dominante en la población analizada. Se demostró que algunos loci poseen patrones de ancestralidad específica y que han sido retenidos de forma diferencial en la población colombiana moderna en función de su utilidad en el entorno del llamado Nuevo Mundo. Los resultados sugieren que la población del Chocó posee una profunda diversidad genética humana. Finalmente, los hallazgos permiten subrayar la importancia del papel de la introgresión como fuente de alelos de adaptación y como motor de cambio evolutivo; además, pone de relieve el papel del mestizaje como facilitador de la rápida evolución humana.