Föreställ dig att människor från Kansas och Kalifornien skulle vara lika genetiskt skilda från varandra som någon från Tyskland är från någon från Japan. Det är den typen av anmärkningsvärd genetisk variation som forskare nu har funnit i Mexiko, tack vare den första finskaliga studien av mänsklig genetisk variation i det landet. Denna lokala mångfald kan hjälpa forskarna att spåra historien om landets olika ursprungsbefolkningar och hjälpa dem att utveckla bättre diagnostiska verktyg och medicinska behandlingar för människor av mexikansk härkomst som bor över hela världen.
Gruppen har gjort ett ”fantastiskt arbete” med att skapa en ”blåkopia av hela den genetiska mångfalden i Mexiko”, säger Bogdan Pasaniuc, befolkningsgenetiker vid University of California (UC) i Los Angeles, som inte var involverad i forskningen.
Mexiko har 65 olika etniska ursprungsbefolkningar, varav 20 är representerade i studien, säger Andrés Moreno-Estrada, befolkningsgenetiker vid Stanford University i Palo Alto, Kalifornien, och studiens huvudförfattare. I samarbete med Carlos Bustamante, en annan befolkningsgenetiker från Stanford, tog teamet prover på arvsmassan hos ursprungsbefolkningar i hela Mexiko, från Sonoras öken i norr till Chiapas djungler i söder. Under århundraden av att leva så långt ifrån varandra – och ofta i isolering på grund av bergskedjor, enorma öknar eller andra geografiska hinder – utvecklade dessa befolkningar genetiska skillnader från varandra, förklarar Bustamante. Många av dessa varianter är vad han kallar ”globalt sällsynta men lokalt vanliga”. Det innebär att en genetisk variant som är utbredd i en etnisk grupp, som mayafolket, kanske nästan aldrig dyker upp hos människor med annan härstamning, som människor med europeisk härstamning. Om man studerar arvsmassan hos enbart européer skulle man aldrig upptäcka Maya-varianten. Och det är ett stort problem för människor med Maya-framkomst om varianten ökar deras risk för sjukdom eller ändrar deras sätt att reagera på olika typer av mediciner. ”All politik är lokal, eller hur? Vad vi börjar upptäcka är att mycket av genetiken också är lokal”, säger Bustamante.
När teamet analyserade arvsmassan hos 511 ursprungsbefolkningspersoner från hela Mexiko fann de en slående mängd genetisk mångfald. De mest divergerande urfolksgrupperna i Mexiko skiljer sig lika mycket från varandra som européer skiljer sig från östasiater, rapporterar de idag online i Science. Denna mångfald är kopplad till själva Mexikos geografi. Ju längre bort etniska grupper lever från varandra, desto mer olika visar sig deras arvsmassa vara.
Men de flesta människor i Mexiko eller av mexikansk härstamning i dag är inte ursprungsbefolkning utan snarare mestizo, vilket innebär att de har en blandning av ursprungsbefolkningens, europeiska och afrikanska anor. Varierar deras genom också beroende på vilken region i Mexiko de kommer ifrån, eller har all denna lokala variation jämnats ut av århundraden av olika grupper som mötts, blandats och fått barn?
För att besvara den frågan samarbetade forskargruppen med Mexikos nationella institut för genomisk medicin, som har samlat in genetiska data från mestizos i många år. Något överraskande fann de att mestiser i en viss del av Mexiko tenderade att ha samma ”sällsynta” genetiska varianter som sina inhemska grannar. Mestizernas genomer ”stämmer så väl överens med de inhemska grupperna att vi kan använda den genetiska mångfalden hos mestiser för att dra slutsatser om förfäderna”, säger Pasaniuc. Starka genetiska markörer för Maya-framkomst dyker till exempel upp i genomet hos moderna människor som bor på Yucatánhalvön och den norra delen av Mexikos gulfkust i den moderna delstaten Veracruz, vilket troligen återspeglar en prekolumbiansk handels- eller migrationsväg för Maya-framgångar. ”Det ger oss en historisk förståelse för vad dessa befolkningar har gjort”, säger Christopher Gignoux, postdoktor i Bustamantes grupp på Stanford.
Ett ännu viktigare inslag är studiens kliniska konsekvenser. För att avgöra om den genetiska variationen i Mexiko kan påverka sjukdomsrisken och diagnostiska verktygs noggrannhet analyserade Esteban Burchard, lungläkare vid UC San Francisco, hur ett vanligt mått på lungfunktion följer Mexikos genetiska variation. Han fann att personer med genetiska varianter som är vanliga i östra delen av landet hade andra resultat på lungfunktionstestet än personer med varianter från västra delen av landet. Det betyder att läkare förmodligen inte bör använda samma kriterier för att diagnostisera lungsjukdomar hos de båda befolkningsgrupperna, säger han. ”Det vi har visat är att beroende på vilken typ av indiansk härstamning du har, kan det dramatiskt påverka diagnosen av lungsjukdom, på ett bra eller dåligt sätt”, förklarar Burchard.
Lungefunktionen är bara ett exempel på hur Mexikos finskaliga genetiska variation kan påverka sjukdomar och diagnoser, säger forskargruppen. För Bustamante gjorde denna rikedom av potentiella kliniska tillämpningar studien särskilt spännande att delta i. ”Låt oss gå bortom de frågor som vi tenderar att fokusera på inom populationsgenetik och verkligen försöka ta itu med hur vi ska tänka på att översätta detta” på sätt som moderna människor kan dra nytta av.
*Korrigering, 13 juni, 11:28: Mexiko innehåller 65 olika inhemska etniska grupper, inte 55, som tidigare rapporterats. Detta har korrigerats.