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Type: Tese de Doutorado
Title: Estudo da diversidade genética humana em populações nativas e miscigenadas através da utilização de INDELs informativos de ancestralidade localizados no cromossomo 5 e microssatélites tetra-locais do cromossomo Y DYS464 e DYS503
Authors: Fernanda de Souza Gomes Kehdy
First Advisor: Sergio Danilo Junho Pena
First Referee: Diogo Meyer
Second Referee: Luiz Armando Cunha De Marco
Abstract: No primeiro capítulo desta tese nós avaliamos um painel de 31 INDELs com ampla variação de freqüência alélica entre África e Europa ( médio = 0,46), em uma única região cromossômica, abrangendo 90Mb do braço longo do cromossomo 5. Primeiramente genotipamos o painel de diversidade do CEPH-HGDP (1045 indivíduos de 52 populações mundiais, distribuídas em 7 regiões geográficas) para os 31 INDELs. A análise de variância molecular (AMOVA) demonstrou que, dentro das populações, a diferença entre indivíduos equivale a aproximadamente 81% da variabilidade genética, enquanto que a diferença entre as regiões geográficas constitui cerca de 16%. Uma representação gráfica (escalonamento multidimensional) da matriz de distância baseada em Fst (distância de Reynolds) com as 52 populações revelou cinco claros agrupamentos correspondentes às cinco grandes regiões geográficas: África, Oceania, Leste Asiático, Américas e Eurásia (Europa, Ásia Central e Oriente Médio). Nossos resultados corroboram os estudos prévios com locos espalhados no genoma. Em seguida, a fim de inferir a origem ancestral de fragmentos cromossômicos e caracterizar o padrão de mistura da população brasileira, estudamos os 31 INDELs em 261 indivíduos não aparentados, autoclassificados de acordo com o IBGE como pretos (n=104) e brancos (n=157) da cidade de São Paulo. Utilizando as populações parentais como referência, a provável origem ancestral de cada loco foi estimada para cada cromossomo de cada indivíduo brasileiro. Os resultados mostraram que, em média, cada indivíduo preto de SP apresenta 27% da região cromossômica analisada de origem européia, 53% de origem africana e 19% de origem ameríndia, enquanto para os brancos, estas porcentagens foram de 60%, 16% e 24%, respectivamente. Uma correlação significativa entre o número de locos de uma mesma origem ancestral entre os dois cromossomos 5 homólogos de um mesmo indivíduo foi encontrada tanto para os pretos (p<0,000001) quanto para os brancos (p<0,000001). Uma possível explicação para esses achados é o casamento assortativo de acordo com a cor, mas independente da ancestralidade genômica. Nossos resultados mostraram que os marcadores utilizados são capazes de discriminar as três raízes ancestrais brasileiras e que a abordagem utilizada na caracterização da população brasileira em nível cromossômico foi adequada. No segundo capítulo da tese estudamos dois microssatélites tetra locais do cromossomo Y, DYS464 e DYS503, em todas as amostras de homens do painel mundial do CEPH-HGDP. Além disso, avaliamos a utilização das freqüências alélicas do DYS464 na inferência de proporções de mistura de populações parentais em populações miscigenadas. Nos estudos das populações mundiais, para o DYS464, um total de 14 alelos com variações de tamanho de 9 a 23 repetições foram encontrados. Um total de 175 diferentes genótipos foram observados dos quais 90 foram encontrados em um único continente. A África foi a região que apresentou maior porcentagem de genótipos exclusivos. A diversidade genotípica foi de 0,98 na Europa, 0,97 na Ásia Central e Leste asiático, 0,95 na África, 0,94 na Oceania, 0,92 no Oriente Médio e 0,90 nas Américas. A análise de variância molecular (AMOVA) revelou baixos níveis de estruturação genética com 88,42% da variabilidade genética dentro de populações e apenas 1,96% entre regiões geográficas. A utilização de freqüências alélicas do DYS464 na inferência de proporções de mistura em populações miscigenadas revelou valores que corroboram os dados encontrados na literatura. O microssatélite DYS503 apresentou uma diversidade de padrões alélicos na África menor do que na maioria dos outros continentes. Nossos resultados juntos indicam que, embora o DYS464 não nos permita fazer detalhadas inferências a respeito da filogeografia humana, ele é altamente polimórfico e pode ser uma ferramenta útil em estudos evolutivos e em estudos de populações miscigenadas. Além disso, a baixa diversidade do DYS503 na é um dado incomum que, para ser compreendido, deve ser mais detalhadamente estudado.
Abstract: In the first chapter of this thesis we evaluated a panel of 31 INDELs with wide variation in allele frequency between Africa and Europe (average = 0.46) in a single chromosomal region, covering 90Mb of the long arm of chromosome 5. First, we genotyped the 31 INDELs in 1045 samples from 52 worldwide populations, distributed in seven geographical regions from the HGDP-CEPH Human Genome Diversity Cell Line Panel. The analysis of molecular variance (AMOVA) showed that, within populations, the difference between individuals is equivalent to approximately 81% of genetic variability, while the difference between geographic regions is about 16%. A graphical representation (multidimensional scaling) of the distance matrix based on Fst distance (Reynolds) with the 52 populations revealed five clear clusters corresponding to the five main geographical regions: Africa, Oceania, East Asia, Americas and Eurasia (Europe and Central Asia, Middle East). Our results corroborate previous studies with widespread chromosomal location. Then, in order to infer the ancestral origin of chromosomal fragments and characterize the admixed pattern of the Brazilian population, we studied the 31 INDELs in 261 unrelated individuals self-classified according to the IBGE as black (n = 104) and whites (n= 157) from São Paulo. Using the parental populations as reference, the probable ancestral origin of each locus was estimated for each chromosome of each Brazilian individual. The results showed that on average, each black Brazilian individual has 27% of the chromosome region analyzed from Europe, 53% of African origin and 19% of Amerindian origin, while for whites Brazilians, these percentages were 60%, 16% and 24% respectively. A significant correlation between the number of loci from the same ancestral origin between the two homologues chromosome 5 of the same individual was found for both black (p <0.000001) and white Brazilians (p <0.000001). One possible explanation for these findings is assortative marriage according to color, but independent of genomic ancestry. Our results showed that the markers used in this study are able to discriminate the three ancestral Brazilian roots and the approach used in the characterization of the Brazilian population at chromosomal level was adequate. In the second chapter of the thesis, two tetralocal Y- linked microsatellites were studied in all samples of men from the CEPH-HGDP Panel. Furthermore, we evaluated the use of allele frequencies of DYS464 in inference of mixing ratios of admixed populations. In our studies of worldwide populations with the DYS464, fourteen different alleles were found with allele lengths varying from 9 to 23 repeats. A total of 175 different genotypes were observed, of which 90 appeared to be continent-specific. The region with the highest percentage of unique genotypes was Africa. Genotype diversity was 0.98 for Europe, 0.97 for Central and East Asia, 0.95 for Africa, 0.94 for Oceania, 0.92 for the Middle East and 0.90 for the Americas. A hierarchical analysis of molecular variance (AMOVA) showed low levels of worldwide genetic structure: 88.42%. The use of allele frequencies of DYS464 to the inference of the mixing proportions in admixed populations showed values that corroborate data found in the literature. The microsatellite DYS503 showed lower allelic pattern diversity in Africa than in most other continents. Our results demonstrated that although DYS464 microsatellite does not permit detailed phylogeographical inferences, it is highly polymorphic and still appears to be an informative tool for evolutionary and admixed population studies. Furthermore, the low diversity of DYS503 is in an unusual result that to be understood should be further studied
Subject: Bioquímica
Cromossomo Y
Microssatélites (Genética)
Genética de população humana
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9M2PRW
Issue Date: 22-Nov-2010
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