El trabajo se sitúa en la intersección de la genómica comparada y la biología evolutiva del envejecimiento. Cerca, en el mismo archivo, hay estudios que buscan las bases moleculares de la longevidad mediante la comparación de especies, que analizan la resiliencia de los ecosistemas y que cartografían mutaciones beneficiosas. Este artículo continúa la línea de búsqueda de los determinantes genéticos de la duración de la vida, pero reduce el foco a un solo orden, los primates, utilizando un catálogo de genomas de 233 especies publicado recientemente. Esto permite comprobar si la señal encontrada a nivel de todos los mamíferos se reproduce en una muestra más densa dentro de una sola rama.
Los investigadores tomaron datos de esperanza máxima de vida y masa corporal de 126 especies de primates y los cotejaron con un árbol filogenético. Para eliminar el efecto del tamaño corporal, calcularon un coeficiente de longevidad: la relación entre la esperanza de vida observada y la esperada según la masa. Luego, mediante un modelo de Ornstein-Uhlenbeck y comparaciones filogenéticas por pares, seleccionaron siete especies con longevidad anómalamente alta y seis con longevidad anómalamente baja. A partir de alineamientos proteicos de 16 133 genes, buscaron sustituciones convergentes de aminoácidos que se repiten en las especies longevas pero están ausentes en las de vida corta, usando una versión modificada de la herramienta CAAStools.
Tras un filtrado estricto quedaron 1068 posiciones de aminoácidos en 934 genes, en las que todas las especies longevas presentan el mismo aminoácido y las de vida corta presentan otro u otros distintos. Estos 934 genes se solapan significativamente con un conjunto de 2737 sustituciones convergentes halladas antes en mamíferos: 226 genes en común frente a 120 esperados por azar, lo que da un enriquecimiento de 1,88 veces. El análisis funcional reveló 17 términos significativos, entre los que lideran la infertilidad masculina (29 genes) y la fertilidad reducida en hombres (31 genes). Otras categorías significativas incluyen microvellosidades, prolongaciones de actina de la célula e interacción con receptores de la matriz extracelular.
A diferencia de trabajos cercanos, que o bien buscan la señal a nivel de todos los mamíferos o bien estudian especies concretas, este artículo comprueba la reproducibilidad de la señal dentro de un solo orden con una muestra mucho más densa. Muestra que parte de la señal genómica de longevidad encontrada en mamíferos se conserva también en primates, pese a su cercanía evolutiva y a su menor diversidad de estrategias vitales. Además, el hallazgo de genes de fertilidad masculina ofrece una hipótesis biológica concreta para poner a prueba, vinculando la evolución molecular con la pleiotropía antagónica entre reproducción y duración de la vida.
El tema puede avanzar hacia la verificación funcional de los genes identificados: por ejemplo, editar las posiciones correspondientes en líneas celulares u organismos modelo para ver si influyen en el envejecimiento o en los indicadores reproductivos. Otra vía es ampliar el análisis a un mayor número de especies de primates y de otros órdenes, para entender hasta qué punto es universal la señal de fertilidad masculina. También es prometedor estudiar cómo estas sustituciones de aminoácidos modifican la función de las proteínas implicadas en la espermatogénesis y si se relacionan con un compromiso entre reproducción y longevidad a nivel fisiológico.
Los resultados pueden influir en la investigación sobre la evolución del envejecimiento y la biología reproductiva, así como en la interpretación de las asociaciones genéticas entre fertilidad y duración de la vida en humanos.
El paso inmediato es la anotación funcional de los 31 genes del conjunto de fertilidad masculina y la comprobación de su papel en modelos celulares de espermatogénesis. Después conviene realizar un análisis similar en otros grupos de mamíferos para evaluar la universalidad de la señal encontrada.
El trabajo se relaciona directamente con un problema no resuelto de la biología evolutiva del envejecimiento: qué mecanismos genéticos determinan la duración de la vida de cada especie y cómo se relacionan con las estrategias reproductivas. También aborda una vieja pregunta sobre la pleiotropía antagónica: si los alelos que aumentan el éxito reproductivo pueden acelerar al mismo tiempo el envejecimiento, y hasta qué punto ese compromiso está fijado en el genoma.
Entre las 13 especies de primates seleccionadas, el humano resultó ser el longevo: su coeficiente de longevidad supera 1,3, mientras que en algunos lémures y monos es inferior a 0,8. Esto significa que el humano vive varias veces más de lo que cabría esperar por su masa corporal.
La idea del compromiso entre reproducción y longevidad aparece en la novela de Aldous Huxley «Un mundo feliz», donde la sociedad sacrifica la duración individual de la vida en aras de una reproducción estable. En el artículo, ese compromiso se rastrea a nivel de sustituciones de aminoácidos en genes de fertilidad masculina.
No publicado en arXiv. Aquí están su página, el PDF y la formalización: puede comprobarlo usted mismo, no solo leer nuestro análisis.