Identificados los genes responsables de la diversidad de colores de la piel humana

Las poblaciones humanas presentan una amplia paleta de tonos de piel, pero hasta ahora, se ha demostrado que pocos genes contribuyen a la variación normal en el color de la piel, y estos habían sido descubiertos principalmente a través de estudios de poblaciones europeas.

Ahora, un estudio de diversos grupos africanos dirigido por genetistas de la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos, ha identificado nuevas variantes genéticas asociadas con la pigmentación de la piel. Los hallazgos, que se publican en Science, ayudan a explicar la vasta gama de tonos de piel en el continente africano, arrojan luz sobre la evolución humana y aportan información sobre los factores de riesgo genéticos para enfermedades como el cáncer de piel.

«Hemos identificado nuevas variantes genéticas que contribuyen a la base genética de uno de los rasgos más sorprendentemente variables en los seres humanos modernos», afirma Sarah Tishkoff, profesora de Genética y Biología en la Escuela de Medicina Perelman y la Escuela de Artes y Ciencias.

«Cuando la gente piensa en el color de la piel en África, la mayoría piensa en la piel más oscura, pero mostramos que en África hay una enorme cantidad de variedad, que va desde la piel tan clara como algunos asiáticos a la piel más oscura a nivel global y todo lo que hay en medio -explica-. Identificamos variantes genéticas que afectan a estos rasgos y demuestran que las mutaciones que influyen en la piel clara y oscura han existido durante mucho tiempo, antes del origen de los humanos modernos».

Tishkoff, autora principal, colaboró con el primer autor y miembro del laboratorio Nicholas Crawford, un investigador postdoctoral, y un equipo internacional multiinstitucional. Tishkoff ha estudiado durante mucho tiempo la genética de las poblaciones africanas, observando rasgos como altura, tolerancia a la lactosa, sensibilidad al sabor amargo y adaptación a gran altitud.

Las pigmentaciones son beneficiosas

El color de la piel emergió como un rasgo de interés a raíz de su experiencia trabajando en el continente y viendo la diversidad presente entre grupos. «El color de la piel es un rasgo variable clásico en los seres humanos, y se cree que es adaptable -indica Tishkoff-. El análisis de la base genética de la variación en el color de la piel arroja luz sobre cómo evolucionan los rasgos adaptativos, incluyendo aquellos que juegan un papel en el riesgo de la enfermedad».

Tanto las pigmentaciones claras como las oscuras de la piel son beneficiosas: por ejemplo, se cree que una piel más oscura ayuda a prevenir algunos de los impactos negativos de la exposición a la luz ultravioleta, mientras que la piel más clara puede promover la síntesis de vitamina D en regiones con baja exposición a la luz ultravioleta.

Para capturar objetivamente la gama de pigmentación de la piel en África, Tishkoff y sus colegas usaron un medidor de color para medir la reflectancia luminosa de la piel de más de 2.000 africanos de poblaciones étnicas y genéticamente diversas. Tomaron la medida del brazo interior, cuando la exposición al sol es mínima y esas mediciones se pueden utilizar para inferir los niveles del pigmento cutáneo melanina. Obtuvieron una serie de medidas; la piel más oscura se observó en las poblaciones de pastores nilo-saharianos en el este de África, y la piel más clara se detectó en las poblaciones san de cazadores-recolectores en el sur de África.

Los investigadores obtuvieron información genética de casi 1.600 personas, examinando más de 4 millones de polimorfismos de un solo nucleótido a través del genoma, lugares donde el código de ADN puede diferir por una «letra». A partir de este conjunto de datos, los autores fueron capaces de hacer un estudio de asociación del genoma completo y encontraron cuatro áreas clave del genoma donde la variación estaba estrechamente correlacionada con las diferencias de color de piel.

La región con las asociaciones más fuertes fue en y alrededor del gen SLC24A5, una variante que se sabe que desempeña un papel en el color de piel clara en Europa y algunas poblaciones del sur de Asia y se cree que han surgido hace más de 30.000 años. Esta variante era común en las poblaciones de Etiopía y Tanzania que se sabía que tenían ascendencia de Asia sudoriental y el Medio Oriente, lo que sugiere que se llevó a África de esas regiones y, sobre la base de su frecuencia, puede haber sido positivamente seleccionada.

Otra región, que contiene el gen MFSD12, tuvo la segunda asociación más fuerte a la pigmentación de la piel. Este gen se expresa a niveles bajos en la piel despigmentada en individuos con vitíligo, una enfermedad en la que la piel pierde pigmento en algunas áreas. El equipo encontró que las mutaciones en y alrededor de este gen que estaban vinculadas con la pigmentación oscura estaban presentes en altas frecuencias en poblaciones de ascendencia nilo-sahariana, que tienden a tener la piel muy oscura, así como a través de las poblaciones subsaharianas, excepto los san, que tienden a tener la piel más clara.

También identificaron estas variantes, así como otras asociadas con la pigmentación de la piel oscura, en las poblaciones indias del sur de Asia y australo-melanesias, que tienden a tener la coloración de la piel más oscura fuera de África. «El origen de rasgos como la textura del pelo, el color de la piel y estatura, que son compartidos entre algunas poblaciones indígenas en Melanesia y Australia y algunos africanos subsaharianos, ha sido durante mucho tiempo un misterio», dice Tishkoff.

«Algunos han argumentado que se debe a la evolución convergente por lo que evolucionaron independientemente estas mutaciones, pero nuestro estudio encuentra que, en los genes asociados con el color de la piel, tienen variantes idénticas asociadas con la piel oscura como la de los africanos», añade.

«Nuestros datos son consistentes con un evento temprano de migración de los seres humanos modernos de África a lo largo de la costa meridional de Asia y en Australo-Melanesia y un acontecimiento secundario de migración a otras regiones. Sin embargo, también es posible que existiera una única población de origen africano que contenía variantes genéticas asociadas con la piel clara y oscura y que las variantes ligadas con la pigmentación oscura se mantuvieron sólo en los asiáticos del sur y los australo-melanesios y se perdieron en otros eurasiáticos debido a la selección natural», resalta.

Asimismo, fue interesante que las variantes genéticas en MFSD12, OCA2 y HERC2 asociadas con pigmentación ligera de la piel estuvieran en mayor frecuencia en la población africana de san, que tiene los linajes genéticos más antiguos del mundo, así como en europeos. MFSD12 está altamente expresado en los melanocitos, las células que producen melanina.

Para verificar el papel del gen en la contribución a la pigmentación de la piel, los investigadores bloquearon la expresión del gen en células en cultivo y encontraron un aumento en la producción de eumelanina, el tipo de pigmento responsable de la piel, el cabello y el color de los ojos negro y marrón.