Co všechno nám nabízí analýza Y chromozomu

Geny na lidském Y chromozomu 23 Mb euchromatické oblasti 156 transkripčních jednotek 78 kodovaných proteinů 16 housekeeping genů (ZFY,AMELY,DBY 9 testis specifických genů (SRY,TSPY,DAZ)

Využití analýz Y chromozomu Klasické forenzní analýzy – kriminalistika - zaměření na mužský biologický materiál - směsné vzorky - přídatná informace neúplných „autozomálních profilů“

Využití analýz Y chromozomu Klasické forenzní analýzy – kriminalistika Využití paternálních linií Paternitní testování Příbuzenské testování – oběti katastrof „Deficiency cases“

„Vědecké“ využití analýz Y chromozomu Genealogické studie – multidisciplionární zaměření Lidské vývojové studie Lidská migrace Genetické základy lidské variability – etnické rozdíly

Typy polymorfismů na Y chromozomu ~ 200 binárních polymorfismů (Y-SNPs) > 300 mikrosatelitních STR (Y-STRs) 1 minisatelit (MSY1)

Jak DNA polymorfismy na Y chromozomu vznikají?

Mutační proces u STR lukusů

Mutační proces u bodových polymorfismů Společný předek „genetický Adam“ C C Jedinci, kteří nesou stejnou bodovou změnu patří do jedné haplogrupy a jsou si vzdáleně příbuzní

Definice Haplotyp: kombinace alel jednotlivých STR markerů, které leží na stejné molekule Haplogrupa: sada haplotypů definovaná pomalu mutujícími markery (SNPs) s větší fylogenetickou stabilitou Historické „molekulární události“ jsou v Y chromozomu zaznamenány

Jak rychle jednotlivé pomymorfismy podláhají mutacím?

Jak spolu souvisí autozomální a Y DNA profil v klasické forenzní analýze?

Co lze provést s konkrétním haplotypem Pokud pochází z mrtvoly potřebujeme ho zařadit do konkrétní paternální linie (autozomální znaky se nepodařilo stanovit) Pokud pochází z neznámé stopy potřebujeme ho „ztotožnit“ s jedincem (paternální linií) Potřebujeme k tomu databázi s konkrétními údaji a dostatečně informativní Y haplotyp (s dostatečnou diverzitou) Znaky (markery) Y haplotypu Konkrétní projev znaku (markeru) DYXS391 11 DYS389I 13 DYS439 XS389IIOX 28 DYS438 12 DYS437 15 DYS19 14 DYS392 DYS393 DYS390 23 DYS385 11/13

Počet jedinečných haplotypů pozorovaných ve 3 amerických populacích

Vysoká haplotypová diverzita = vysoká intra-individuální variabilita

Jak posuzovat „shodnost“ nebo „příbuznost“ Y haplotypů ?

Kvalitativní závěry srovnání Y-STR haplotypů Vyloučení Rozdílné haplotypy (vytypovaná osoba je vyloučena jako původce stopy) Nevyloučení/shoda Y haplotypy jsou podobné a mohou pocházet ze stejného zdroje nebo společné paternální linie

A co když není k dispozici srovnávací vzorek?

DATABÁZE = paternální linie + Y haplotyp Taková to databáze zatím neexistuje (pouze databáze Y haplotypů bez konkrétních údajů) I kdyby existovala, kolik jedinců by případný hit „zasáhl“ – kolik jedinců v populaci je nositelem tohoto Y haplotypu Dají se tito jedinci blíže specifikovat? Ukrývá v sobě Y haplotyp (haplogrupa) ještě další „genealogickou“ informaci?

Co je to genealogická informace genea = rod - tj. vše co souvisí s rodem Rod – blízká příbuznost (většinou až 4 generace žijících zástupců) Rod – vzdálená příbuznost (vzdálený předek až na hranici doložitelných záznamů) „Rod“ (etnikum) – geografický původ jedince

Jaké znaky jsou v lidském genomu využitelné z pohledu genealogie? 15/17 THO1 7/9 D21S11 29/31 D18S51 17/18 Penta E 5/13 D5S818 12/13 D13S317 8/11 D7S820 9/10 D16S539 12/12 CSF1PO 11/12 Penta D AME - pohlaví XY vWA D8S1179 12/14 TPOX 8/9 FGA 19/24 Znaky (markery) Y haplotypi Konkrétní projev znaku (markeru) DYXS391 11 DYS389I 13 DYS439 XS389IIOX 28 DYS438 12 DYS437 15 DYS19 14 DYS392 DYS393 DYS390 23 DYS385 11/13 Y STR Autozomální STR

Skupiny znaků na Y chromozomu (haplogrupy) byly přeneseny mužskými předky z prehistorického období V důsledku mutací se mužské linie regionálně „rozrůzňovaly“

Každá haplogrupa má svého „praotce“ Paleolit – cca18 tis. let cca12 tis. let Neolit – cca 8 tis. let nástup zemědělství

Strom osídlení mužskými liniemi

V rámci haplogrup jsou jedinci rozlišeni na jednotlivé haplotypy. Sledujeme jinou proměnlivost v DNA Jednotlivé haplotypy vytváří paternální otcovské linie, jsou méně stabilní a mohou se pozmněňovat Čím je větší počet shodných DNA markerů mezi haplotypy dvou mužů, tím blíže k současnosti mají společného předka – „praotce“

Příjmení Praotec vnáší do paternální linie nový negenetický znak Výhody pro negenetické projekty: Isolation by distanceí Příjmení= neutrální alela (drift, mutace, selekce), žádná selekce Dostupnost milionů alel (rychlost, finance) – telefonní seznamy, volební seznamy registry obyvatel

Příjmí a příjmení na území střední Evropy „dávné doby“ – jednojmennost (Odolen, Chval..) Období středověku 14 – 16 stol. –růst počtu obyvatelstva, nutnost bližší identifikace zavádění příjmí Vychází z: tělesných vlastností (Velký) duševních vlastností (Mudra) zaměstnání (Rybář) bydliště (Hořejší) příjmí byla individuální – nedědila se (při vzniku hrály roli společenská kritéria)

Příjmí a příjmení na území střední Evropy Příjmení (stálo při jméně) předělem je 30. letá válka – ustalování dědičných rodových příjmení a matrik završeno v josefínské době patentem Josefa II 1.11.1780 Konkrétní Y haplotypy začínají dostávat svoje příjmení Další dekrety upravují možnost opravy příjmení na základě společenských důvodů Pochází nositelé stejného příjmení pokrevně (geneticky) z jednoho rodu? Je možné vysledovat zakladatele příjmení v konkrétních případech? Je možné vysledovat určitou tendenci ve změnách příjmení – společenskou, časovou?

Projekt podporují pracovníci těchto institucí: Kriminalistický ústav Praha Ústav hematologie a krevní transfuze Euromise – centrum biomedicínského výzkumu Archivní služba ministerstva vnitra Ústav pro jazyk český Československá společnost pro forensní genetiku Genebáze

Cíl projektu genetika a příjmení odpověď na otázku do jaké míry je možné u vybraného souboru příjmení mužské české populace předpokládat platnost hypotézy o možném ne příliš vzdáleném genealogickém vztahu jinak nepříbuzných nositelů stejného příjmení na základě genetického rozboru struktury jejich Y chromozomu ověření vzájemných lingvistických a genetických souvislostí různých skupin příjmení a možného podrobnějšího odhadu geografického zařazení nositele daného příjmení

Historie projektu Od r. 2005 stoupající počet stanovených Y DNA profilů Březen 2006 – článek (Genetic signatures of coancestry within surnames – M.Jobbling) Léto 2006 – možnost podání grantového projektu Listopad 2006 – kontakt na server genebáze Únor 2007 – pokus o vlastní rodokmen Jaro 2007 – podání projektu Léto 2007 – spolupráce s firmou FDNAS a UHKT Podzim 2007 – vznik webu a otevření projektu

Genealogie a genetika Genealogie – zkoumání historie příbuzenských vztahů Příjmení – „genetický“ znak (znaky) vázaný na Y chromozom Genetika – zkoumání znaků (genů), které se z historie přenáší pomocí DNA

Co mají tito muži společného? Příjmení… ?? …a chromozom Y

Proč to nebude vždy fungovat: důvody historické a jazykové Čím častější příjmení tím silnější efekt několika zakladatelů Proč to nebude vždy fungovat: důvody společenské změna příjmení, chybný zápis, adopce Skočdopole Winkelbauer Ptáček Jančák Jančík Fogl Skočovský Novák

Proč to nebude vždy fungovat: důvody biologické 2. mutace 1. nonpaternita

Genealogie je pro genetiky dobrý byznys…

Projekt bude využívat 26 markerový Y haplotyp Komerční kit Yfiler DYS456, DYS389I, DYS390, DYS389II, DYS458, DYS19, DYS385 a/b, DYS393, DYS391, DYS439, DYS635, DYS392, Y GATA H4, DYS437, DYS438, DYS448

Surname projekty na internetu jsou individuální

Zdrojem příjmení mohou být genealogické databáze

Telefonní seznamy jsou zdrojem kontaktů…

Pro zaslání odběrové soupravy je nutné uvést úplnou adresu

Kdo může do projektu vstoupit Muži české populace, jejichž příjmení je méně četné (tj. frekvence cca 100 – 200) - aktivní účastníci poskytující vzorek DNA Jakýkoliv zájemce ochotný spolupracovat, jehož příjmení nesplňuje podmínku, zvláště pak genealogové – pasivní účastníci Projekt není primárně zaměřen na ověřování známé (nebo předpokládané) pokrevní rodové příbuznosti pomocí genetiky!!!

Důležité otázky… Je nutné za vstup platit Ne, projekt je financován z grantového úkolu MV Je zaručena bezpečnost mých osobních údajů Ano, podepisujete informovaný souhlas s jejich nakládáním Je zaručena nezneužitelnost mého biologického materiálu Ano, podepisujete informovaný souhlas s jeho nakládáním…

Schéma sběru vzorků a pohybu informací vzorků a informací

Jak se může projevit polyfilní základ příjmení genetickém základu

TMRCA = Time to the Most Recent Common Ancestor (MRCA) (kolik generací jsou dva Y chromozomy vzdáleny od společného předka) Y STR Jedinec 1 2 DYXS391 11 10 DYS389I 13 DYS439 XS389IIOX 28 DYS438 12 DYS437 15 DYS19 14 DYS392 16 DYS393 DYS390 23 DYS385 11/13 Odhad TMRCA je založen na počtu mutací, kterými se dva Y chromozomy liší není to přesné číslo (7 generací) ale pravděpodobnostní disribuční funkce „47% pravděpodobnost, že haplotypy budou totožné, pokud TMRCA je 16 generací nebo méně“ (přesnost závisí na počtu lokusů)