La capacidad para digerir el almidón comenzó hace 800.000 años y cambió la dieta humana

Hay quien piensa que el pan es lo mejor de un bocadillo de jamón. El crujido de la corteza, la miga esponjosa... Imposible resistirse. Y muchos son adictos a la pasta en sus múltiples variantes o salivan ante la idea de una paella o un risotto. Todos esos alimentos son carbohidratos que contienen almidón, y si uno no es capaz de reducir su consumo por mucho que la báscula lo sugiera, siempre puede echarle la culpa a los genes. Un grupo de investigadores ha identificado el momento en el que se produjo primera duplicación del gen de la amilasa salival (AMY1), que ayuda a descomponer el almidón en la boca, lo que constituye el primer paso para metabolizar alimentos como el pan y la pasta. Según cuentan este jueves en la revista 'Science', este cambio, que ha influido en nuestra dieta hasta la actualidad, ocurrió hace al menos 800.000 años, mucho antes del advenimiento de la agricultura. Los investigadores saben desde hace tiempo que los humanos son portadores de múltiples copias del AMY1. Sin embargo, hasta ahora había sido extremadamente difícil identificar cómo y cuándo se expandió el número de estos genes. El nuevo estudio, dirigido por la Universidad de Buffalo (UB) y el Laboratorio Jackson (JAX), muestra cómo las primeras duplicaciones de este gen sentaron las bases para la amplia variación genética que todavía existe en la actualidad, lo que influye en la eficacia con la que los humanos digieren los alimentos ricos en almidón. «La idea es que cuantos más genes de amilasa tengas, más amilasa podrás producir y más almidón podrás digerir de forma eficaz», explica Omer Gokcumen, profesor del Departamento de Ciencias Biológicas de la Facultad de Artes y Ciencias de la UB. La amilasa, explican los investigadores, es una enzima que no solo descompone el almidón en glucosa, sino que también le da al pan su sabor. Al analizar el genoma de 68 humanos antiguos, incluida una muestra de Siberia de 45.000 años de antigüedad, el equipo de investigación descubrió que los cazadores-recolectores preagrícolas ya tenían un promedio de cuatro a ocho copias de AMY1 por célula diploide, lo que sugiere que los humanos ya caminaban por Eurasia con una amplia variedad de números altos de copias de AMY1 mucho antes de que comenzaran a domesticar plantas y a comer cantidades excesivas de almidón. El estudio también descubrió que se produjeron duplicaciones del gen AMY1 en neandertales y denisovanos . «Esto sugiere que el gen AMY1 puede haberse duplicado por primera vez hace más de 800.000 años, mucho antes de que los humanos se separaran de los neandertales y mucho antes de lo que se creía anteriormente», señala Kwondo Kim, uno de los autores principales de este estudio del Laboratorio Lee en JAX. «Las duplicaciones iniciales en nuestros genomas sentaron las bases para una variación significativa en la región de la amilasa, lo que permitió a los humanos adaptarse a dietas cambiantes a medida que el consumo de almidón aumentaba drásticamente con la llegada de nuevas tecnologías y estilos de vida», explica Gokcumen. Según los investigadores, la duplicación inicial de AMY1 fue como la primera onda en un estanque, creando una oportunidad genética que más tarde moldeó nuestra especie. A medida que los humanos se expandieron por diferentes entornos, la flexibilidad en el número de copias de AMY1 proporcionó una ventaja para adaptarse a nuevas dietas, en particular las ricas en almidón. «Tras la duplicación inicial, que dio lugar a tres copias de AMY1 en una célula, el locus de la amilasa se volvió inestable y comenzó a generar nuevas variaciones», señala Charikleia Karageorgiou, una de las autoras principales del estudio en la UB. «A partir de tres copias de AMY1 , se pueden obtener hasta nueve copias, o incluso volver a una copia por célula haploide». La investigación también destaca cómo la agricultura afectó la variación de AMY1. Mientras que los primeros cazadores-recolectores tenían múltiples copias de genes, los agricultores europeos vieron un aumento en el número promedio de copias de AMY1 en los últimos 4.000 años, probablemente debido a sus dietas ricas en almidón. La investigación anterior de Gokcumen mostró que los animales domésticos que viven junto a los humanos, como los perros y los cerdos, también tienen un mayor número de copias de AMY1 en comparación con los animales que no dependen de dietas ricas en almidón. «Es probable que los individuos con un mayor número de copias de AMY1 digirieran el almidón de manera más eficiente y tuvieran más descendencia», sugiere Gokcumen. «En última instancia, sus linajes se comportaron mejor a lo largo de un largo período evolutivo que aquellos con un menor número de copias, lo que propagó el número de copias de AMY1 ». Los hallazgos coinciden con un estudio dirigido por la Universidad de California, Berkeley, publicado el mes pasado en 'Nature', que encontró que los humanos en Europa expandieron su número promedio de copias de AMY1 de cuatro a siete en los últimos 12.000 años. «Dado el papel clave de la variación del número de copias de AMY1 en la evolución humana, esta variación genética presenta una oportunidad emocionante para explorar su impacto en la salud metabólica y descubrir los mecanismos involucrados en la digestión del almidón y el metabolismo de la glucosa», señala Feyza Yilmaz, científica computacional asociada en JAX y autora principal del estudio. «Las investigaciones futuras podrían revelar sus efectos precisos y la selección del momento, lo que proporcionaría información crítica sobre genética, nutrición y salud».