La importancia de la determinación del sexo de los homininos: ¿qué es la amelogenina?

Recientemente hemos conocido dos ejemplos de determinación del sexo en homininos a través de métodos muy distintos. Determinar el sexo de un individuo fosilizado es importante para poder definir los rasgos morfológicos que caracterizan a una especie, el grado de dimorfismo sexual presente en ella y la definición de relaciones filogenéticas. La limitación del registro fósil de los homininos, y el diferente grado de dimorfismo sexual que suele existir en muchas especies según se observe la morfología craneal o la poscraneal, generan una gran ambigüedad. Esto hace más destacable que nuevas técnicas puedan ayudar a determinar el sexo en nuestros ancestros, especialmente en piezas gastadas o deterioradas, o muestras fragmentarias. Veamos esos dos casos y sus implicaciones:

1) El estudio del tejido dental en tres muestras de humanos:

  • 32 caninos permanentes de la colección de la Sima de los Huesos (España), compuesta por 29 individuos que pertenecieron a una única población biológica hace unos 430 ka (22 de los dientes pertenecen al menos a 17 individuos, y el resto son aislados).
  • 19 caninos de neandertales de Krapina (Croacia) de 120-130 ka.
  • 127 dientes de humanos modernos europeos y africanos.

Analizándolos mediante microtomografía computarizada, y aplicando en ellos un patrón histológico identificado en la dentición de humanos actuales, con una alta fiabilidad este trabajo ha identificado el sexo de individuos adultos (coincidente con el ya conocido por otros medios), y el de otros individuos juveniles e infantiles que estaba en duda o que era desconocido, al no presentar rasgos sexuales secundarios claros en su esqueleto.

En general, los individuos femeninos tienen caninos más pequeños, esmalte más grueso y menor proporción de dentina, y lo contrario en los masculinos. Y esta proporción ocurre también en otros hominoideos. En este fenómeno interviene la amelogenina, proteína con un papel estructural importante en la matriz orgánica del esmalte, por ejemplo, influyendo sobre las diferencias según el sexo de las proporciones de tejidos dentales.

Dientes humanos de la Sima de los Huesos. Crédito: CENIEH

2) El estudio paleoproteómico del molar ATD6-92, que ha ayudado recientemente a posicionar mejor a la especie Homo antecessor en nuestra filogenia, pero también a determinar que su dueño concreto era un individuo masculino, gracias precisamente a la amelogenina, por la detección de la versión Y de la amelogenina (codificada únicamente en el cromosoma Y).

Diente ATD6-92 de Homo antecessor (Gran Dolina). Crédito: Welker F, Ramos-Madrigal J, Gutenbrunner P et al (2020). The dental proteome of Homo antecessor. Nature

¿Qué es la amelogenina?

Se trata de una proteína hidrófoba, que pertenece a la familia de proteínas de la matriz extracelular. Es decir, se trata de una proteína que no es soluble en agua y que cumple un papel fundamentalmente de tipo estructural. La amelogenina es una de las principales proteínas que componen el esmalte y que sustentan la morfología y estructura dental.

Es producida por los ameloblastos, que son precisamente las células encargadas de la formación y organización del esmalte dental. Este esmalte está constituido por alrededor de un 30% de proteína, de la cual el 90% es esta amelogenina. Su función parece ser, además de permitir la construcción de esta dura estructura, la de regular la iniciación y crecimiento de los cristales de hidroxiapatito durante la mineralización del esmalte dental.

Amelogenina y determinación del sexo

Aunque esta proteína aparentemente no parece tener nada que ver con el dimorfismo sexual, en el contexto de la antropología forense ayuda a determinar el sexo del individuo al que perteneció un diente humano, ya sea actual o antiguo (por ejemplo, se ha podido estudiar en los dientes de una momia de hace 7300 años) y, además, hemos visto que también sirve en paleoantropología para determinar el sexo de un resto humano fósil. ¿Por qué?

El gen que codifica esta proteína se encuentra tanto en el cromosoma sexual X como en el Y, pero existen diferencias en secuencia y tamaño entre los alelos codificados en ambos cromosomas (AMELX y AMELY, respectivamente). La secuencia del gen presente en el cromosoma Y es más larga que la localizada en el cromosoma X y por eso se pueden distinguir ambos ADN de forma sencilla por su distinto tamaño.

Pero la clave es que las proteínas que producen son ligeramente distintas, no tienen las mismas secuencias. Por eso, cuando se digieren con una proteasa (se cortan en trocitos), producen unos fragmentos (péptidos) que en la mayoría de los casos son idénticos, pero existen algunos muy distintos que se corresponden con las zonas en las que la secuencia de la proteína que viene de X y la que viene de Y son distintas. Esos péptidos, específicos del sexo del individuo, son muy fácilmente identificables por espectrometría de masas. Esta aproximación tiene la ventaja, sobre la del ADN, que la proteína en cuestión es más resistente y que, como la identificación se basa sólo en la existencia de algún péptido (unos trocitos, no hace falta identificarlos todos) tampoco hace falta que esté intacta. Por tanto, su detección mediante un análisis de espectrometría de masas ayudará a determinar el sexo del propietario del diente.

Referencias

Agradecimiento: a Álvaro Martínez del Pozo, por la información e inspiración aportada para este artículo.

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