Uso de marcadores informativos de ancestralidade para desenvolvimento de painéis de inferência de ancestralidade e identificação humana em populações miscigenadas

• Autor(a) principal: Moraes, Vítor Matheus Soares
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-22112022-161656/
• topic: Ancestralidade; Ancestry; Forensic genetics; Genética forense; Human identification; Identificação humana; Imputação; Imputation; Polimorfismos de nucleotídeo único; Single nucleotide polymorphisms

A partir da introdução da PCR no final do século XX, tornou-se possível a análise dos Short Tandem Repeats, sendo até os dias de hoje o padrão para as análises periciais no âmbito de investigações policiais. Os marcadores mais abundantes no material genético humano são os polimorfismos de base única, chamados de SNPs, onde devido ao tamanho de seus amplicons, a possibilidade de trabalho com amostras degradadas demonstra uma vantagem em relação aos STRs. Porém, é necessária uma quantidade de aproximadamente 3 vezes mais marcadores, quando comparados aos microssatélites, para a obtenção de valores estatísticos viáveis para a utilização investigativa. Marcadores informativos de ancestralidade (AIMs) são polimorfismos que apresentam frequências alélicas elevadas em uma população e não em outras, sendo então utilizados para identificar as contribuições de ancestralidade genéticas individuais e populacionais de uma amostragem. São compostos por SNPs (AISNPs) em sua vasta maioria, podendo ser aplicados de maneira a identificar riscos epidemiológicos ou em investigações policiais. Apresentam também a possibilidade de uso para identificação humana em populações miscigenadas devido ao aumento da variabilidade genética. O objetivo do projeto é desenvolver dois painéis distintos que contenham entre 30-50 AIMs, para inferência de ancestralidade e para a identificação individual, para utilização na população brasileira e miscigenadas da américa latina utilizando 399 AIMs pertencentes aos painéis PIMA, SNPforID 34-plex, Kidd Lab set of 55 AISNPs, Seldin\'s 128 AIMs e Santos\'s 192 AIMs em amostra de 513 indivíduos da população de Ribeirão Preto - SP. As amostras foram sequenciadas a partir do sistema HaloPlex Enrichment System, e genotipados a partir do Infinium Multi-Ethnic Global-8 Array da Illumina. Posições que não estavam presentes em nenhum desses ensaios foram imputadas a partir de três ferramentas diferentes, o Sanger Imputation Server, o Michigan Imputation Server, e o Impute2, posteriormente mesclados a um único output. A inferência de ancestralidade foi realizada pra cada painel selecionado e para os dois painéis desenvolvidos e intitulados Painel Ancestralidade e Painel Identificação Humana, com as populações de referência europeias, africanas e asiáticas presentes no âmbito do 1000 Genomes Diversity Project (1KGEN) e do Human Genome Diversity Project (HGDP). As populações miscigenadas foram obtidas no âmbito do 1KGEN e as populações ameríndias no âmbito do HGDP. As inferências de ancestralidade foram realizadas a partir dos softwares Admix 95 e STRUCTURE. Os parâmetros forenses foram obtidos através do software STRAF e as estatísticas populacionais e genéticas a partir dos programas GenAlEx e Plink. As PCAs foram obtidas a partir da função prcomp nativa da linguagem R de programação. Apenas 3 posições não foram imputadas dos 399 selecionados, pertencentes ao painel de Seldin. Para as PCAs, observou-se que todos os painéis apresentaram poder para separação e de agrupamento de todas as populações referência analisadas, quando utilizadas as três primeiras componentes principais. As inferências de ancestralidade populacional para as populações miscigenadas no âmbito do 1KGEN demonstrou resultados muito semelhantes, independente do painel utilizado, e compatíveis com a referência obtidas a partir do GWAS em Martin et al. (2007). Para a população de Ribeirão Preto os resultados também se mostraram muito próximos da referência de Marcorin (2019), onde somente os painéis Kidd Lab set of 55 AISNPs e Ancestralidade superestimaram a ancestralidade AFR e subestimaram a ancestralidade EUR da amostragem, porém demonstrado como um desvio continuo a todas as amostras individuais pelo STRUCTURE. A amostra de Ribeirão Preto também se demonstrou melhor analisada quando a metodologia tetra-parental foi utilizada. O painel SNPforID 34-plex, quando utilizado em conjunto ao PIMA, e o Kidd Lab set of 55 AISNPs, demonstraram parâmetros forenses com informatividade próximas aos dos 13 STRs do CODIS e do SNPforID 52-plex, quando aplicados na amostra brasileira. O Painel Identificação Humana demonstrou resultados superiores a estes dois painéis, apresentando informatividade próxima a dos 20 STRs do CODIS. Ambos os painéis desenvolvidos neste projeto apresentaram viabilidade de utilização para inferência de ancestralidade e identificação humana na américa latina.