Qual è la relazione tra razza e codice genetico?
In primo luogo, è importante rendersi conto che ci sono molte piu’ somiglianze genetiche tra tutti gli esseri umani che differenze, a prescindere dal patrimonio razziale. A livello di DNA, una sola base su mille differisce tra i genomi di due persone qualsiasi. Il termine razza, nell’uso generale, comprende una caratteristica culturale e biologica di una persona o gruppo di persone. Tenuto conto del fatto che le differenze fisiche tra le popolazioni sono spesso accompagnate da differenze culturali, è stato difficile separare questi due elementi di razza. Negli ultimi decenni c’è stato un movimento in vari settori della scienza per semplificare la questione dichiarando che razza è “solo un costrutto sociale”. Mentre, infatti questo può essere spesso vero, a seconda di quale aspetto della variazione tra le persone si sta considerando, è anche vero che ci sono differenze biologiche tra le popolazioni del mondo. Un chiaro esempio di una differenza biologica è il colore della pelle. Vi è una forte componente genetica al livello di pigmentazione nella pelle di una persona e ci sono differenze drammatiche nelle popolazioni. La pigmentazione della pelle è un tratto ereditabile sotto selezione naturale tra gli ambienti complessi in cui tutti viviamo. Per esempio la pigmentazione è guidata dalla necessità contrastante di proteggere la nostra pelle dai raggi UV, consentendo una sufficiente esposizione alla luce solare per catalizzare la conversione provocata dalla luce dei precursori della vitamina D nella sua forma attiva di vitamina essenziale. Molti altri esempi di selezione genetica nelle popolazioni umane sono in fase di indagine scientifica.
La componente biologica della razza è in gran parte basata sulla struttura genetica delle popolazioni umane. Questa struttura è una gerarchia nidificata da est a ovest in cui le popolazioni delle Americhe e del Pacifico del Sud sono un sottoinsieme della diversità genetica presente in Eurasia che a sua volta è un sottoinsieme della diversità che si trova in Africa.
E’ chiaro che la specie umana è relativamente giovane. Come specie, abbiamo molto probabilmente avuto origine in Africa orientale, secondo la maggior parte degli archeologi, tra 100.000 a 300.000 anni fa, e divergiamo come gruppi, espansione, trasfermenti, e insediamenti nel mondo. Durante queste migrazioni, nel corso del tempo, c’è stato un certo grado di evoluzione indipendente delle popolazioni che si risiedevano nei vari continenti del mondo. L’evidenza di questa evoluzione può essere vista nelle differenze nelle frequenze delle diverse versioni (“alleli”) di geni. In generale, vediamo che se gli alleli si trovano in una popolazione allora si trovano anche in tutte le popolazioni e che se gli alleli sono più comuni in una popolazione allora sono comuni anche nelle altre. Queste somiglianze tra le popolazioni evidenziano la recente origine comune di tutte le popolazioni e i forti legami tra le popolazioni nel corso della storia umana. Tuttavia, ci sono esempi di variazioni del DNA, chiamate anche marcatori genetici, che possono essere utilizzate per stimare le origini ancestrali di una persona o di una popolazione.
Dovrebbe essere chiaro ormai che la razza è un fenomeno dipendente da molteplici variabili. Nelle nostre procedure ci concentriamo sull’ascendenza genetica di una persona e non sulla razza. Il DNA non ha registrate le proprie convinzioni politiche, sociali, personali o religiose. Si tratta di un semplice codice scritto in quattro lettere che registra tutti i cambiamenti nel DNA da una generazione a quella successiva. Noi identifichiamo e segnaliamo quelle variazioni all’interno del codice del DNA che riflettono più succintamente i tuoi antenati genetici. Sono come le impronte digitali e fiocchi di neve, uniche e selvaggiamente complesse.
Cos’e’ l’origine biogeografica (BGA – BioGeographical Ancestry)?
L’origine biogeografica (BGA) è il termine dato alla componente biologica o genetica della razza. BGA è una descrizione semplice e oggettiva delle origini ancestrali di una persona, in termini di gruppi di popolazione. (Europeo, asiatico, l’Africa sub sahariana, nativi americani, ecc) Le stime del BGA sono oggi in grado di rappresentare la natura mista di molte persone e popolazioni. Negli Stati Uniti, come in molti altri paesi in tutto il mondo tra cui nel Regno Unito, vi è un’ampia mix tra le popolazioni che erano state inizialmente separate. Nel campo della genetica umana e dell’antropologia, questo mix e’ chiamato commistione. Le Stime BGA possono anche essere intese come la somma di mix di razze, che assumono la forma di una serie di percentuali che sommate determinano il 100%. Per esempio, una persona in questione, proveniente dagli Stati Uniti si può trovare ad avere: 75% di ascendenza europea, 15% di origine africana, 10% di origine americana, o puo’ avere il 100% di origine europea.
Com’e’ stimata l’origine biogeografica?
Il test del DNA di origine biogeografica utilizza un pannello selezionato di indicatori informativi sull’origine (AIMs) che considerano tratti comuni di ben definiti campioni della popolazione. Questi indicatori sono selezionati per mostrare sostanziali differenze nella frequenza tra i gruppi di popolazione e, come tali, possono dirci circa le origini di una particolare persona fino ad allora sconosciute. Per esempio, l’allele Null Duffy (FY*0) è molto comune (con una frequenza allelica del 100%) in tutte le popolazioni sub-sahariane. Così, una persona con questo allele è molto probabile che abbia un certo livello di discendenza africana. Dopo l’analisi di questi AIMs, in un campione del DNA di una persona, si calcola la possibilità (o la probabilità) che una persona derivi da una delle popolazioni o da uno dei possibili mix di popolazioni. La popolazione (o combinazione di popolazioni), dove la probabilità è la più alta è quindi considerata come la migliore stima ancestrale, in proporzione, della persona. Anche intervalli di confidenza su queste stime puntuali di proporzioni ancestrali possono essere calcolati.
Come possono essere utilizzate le stime del BGA?
Crediamo che una valutazione obiettiva della componente biologica di origine umana è possibile e che tale ricerca possa arricchire la nostra vita in diversi modi.
Le stime del BGA possono aiutare a ricollegare le persone separate da adozione, o da qualche altro evento, con i loro antenati. Anche se una persona non è particolarmente motivata a ristabilire il contatto con gli antenati, lui o lei può scoprire il passato della sua famiglia sia per verificare le leggende di famiglia che per la ricerca di radici dimenticate.
Nel prossimo futuro, speriamo di poter consentire ai clienti di confrontare le loro proporzioni ancestrali rispetto agli altri in famiglia, in paese, in città o regione che hanno scelto di partecipare. Poiche’ si basa sul DNA questo nuovo strumento fornirà i dati demografici più accurati possibile.
Qual è il significato medico delle stime del BGA?
Il significato medico di stime del BGA è trascurabile per adesso. Sebbene alcune malattie si trovino a frequenze diverse nelle popolazioni di tutto il mondo, quasi nessuna si limita ad un unico gruppo. L’utilità di stime BGA, nella ricerca biomedica, proviene da analisi epidemiologiche in cui vengono analizzati molti individui insieme per fare affermazioni di carattere generale sulle differenze nel rischio. Anche se questi risultati possono essere significativi, non sono fattori predittivi infallibili per quanto riguarda il livello di rischio per una sola persona nella popolazione.
Come è diversa l’analisi del BGA rispetto al DNA mitocondriale e alle analisi ancestrali basate sul cromosoma Y?
Ci sono diversi test disponibili in commercio indicatori del DNA mitocondriale (contributo femminile) e dell’Y-DNA cromosomico (contributo di sesso maschile), che sono stati promossi come mezzo di apprendimento delle proprie origini ancestrali. Sebbene questi test siano in grado di fornire informazioni riguardanti la provenienza di alcuni degli antenati di una persona, sono limitati nella loro potenza diagnostica. Per esempio, per una generazione passata una persona ha due antenati, una madre e un padre, cinque generazioni fa, una persona ha 32 antenati, mentre 10 generazioni fa, una persona ha 1024 antenati. Dieci generazioni sono circa 250 anni, il termine di interesse genealogico, specialmente quando stiamo considerando l’insediamento del Nord America, perché guardano solo due (2) cromosomi. L’analisi Y-cromosomica e l’analisi del DNA mitocondriale possono fornire informazioni su una percentuale molto piccola degli antenati di una persona. Il nostro test si basa su sequenze di tutto il genoma, in modo che possiamo dire di più su un numero maggiore di vostri antenati.
Come faccio a verificare il significato di una bassa percentuale di commistione?
“AncestryByDNA 1.0” è la prima versione del test, ed è specificamente progettato per fornire informazioni sulle proporzioni sulla discendenza a livello continentale. In altre parole, questo test ci ha permesso di determinare europei, africani e nativi americani come tre gruppi. I test attuali di BGA che vengono offerti, “AncestryByDNA 2,0 e 2,5”, sono utili a fornire informazioni in proporzione sulle origini a livello continentale per la maggior parte dei continenti, Europeo (che comprende Europa, Medio Oriente e gruppi dell’Asia meridionale come gli indiani), Africano, dei Nativi Americani, ma si distinguono anche ascendenze all’interno dell’Asia e del Pacifico con l’aggiunta dell’Asia orientale, (che comprende gli abitanti delle isole del Pacifico) come ulteriore gruppo. Poiche’ aumentera’ l’interesse nel definire i livelli di ascendenza all’interno dei continenti (come distinguere il giapponese dal cinese, o il Nord Europa dal Medio Oriente), stiamo sviluppando una nuova serie di indicatori in grado di fornire un quadro più chiaro, dove all’interno di un continente particolare una persona ha verosimilmente i suoi antenati. Questo test, “AncestryByDNA 3.0” è attualmente in fase di sviluppo.
Ci sono stati recenti cambiamenti al test?
Abbiamo migliorato il software per generare e presentare i risultati. La versione corrente del software si basa sulle conoscenze acquisite durante lo sviluppo di “AncestryByDNA 2.5”. Prima del cambiamento, abbiamo riportato i risultati in termini di triangolo, che mostra i contorni fiducia nelle tre dimensioni corrispondenti ai tre ascendenti più probabili per l’individuo. Il nuovo software mostra le stime BGA con una trama del triangolo più complessa ed un grafico a barre. La trama del nuovo triangolo e il grafico a barre mostrano i contorni fiducia in tutte le quattro dimensioni (europea, occidentale sub-sahariana, asiatica e dei nativi americani).
Le mie percentuali erano 85% Europeo e 15% Asia orientale, e la parte Asia orientale mi ha sorpreso. Quanto è affidabile la parte relativa al 15% del profilo?
Il 15% dell’Asia orientale significa che è verosimile la probabilita’ di condividere con gli asiatici orientali alcuni marcatori. Gli studi hanno indicato che, sebbene vi sia un livello misurabile di “rumore” nel test, tra certe popolazioni e’ minore. Questi risultati saranno pubblicati in un secondo momento.
Come faccio a verificare il significato di una bassa percentuale di commistione?
Ci sono due modi per confermare il valore di questa stima:
Si può avere accesso a documenti storici che portano a confermare o smentire la commistione. Per esempio, se il record suggerisce che si ha un nonno dell’Asia orientale e si registra un risultato del test pari al 5% dell’Asia orientale, le due osservazioni combinate forniscono un caso piu’ significativo di ascendenza orientale di quello che si avrebbe considerandole autonomamente.
È possibile ottenere le proporzioni per il proprio padre e la propria madre. Poniamo il caso che ci si registra con il 4% come Africano e si vuole sapere se questo 4% è un errore o è accurato. Si ottengono le proporzioni dai genitori e ciascuna è al 100% europea. La probabilità del 4% è il risultato di “rumore statistico”. Tuttavia, se la madre fosse per il 15% Africana e il padre al 100% europeo, il non-zero percentuale di africani è probabile che sia un marcatore preciso di origine africana.
Pensavo di essere di origine esclusivamente Scandinava, ma i miei risultati mostrano minore mescolanza con l’Asia orientale. Come è possibile questo risultato?
Nei nostri test abbiamo osservato un certo numero di campioni provenienti dalla Scandinavia e dell’Europa dell’Est che presentano delle caratteristiche comuni a quelle dell’Asia orientale. Ciò è probabilmente dovuto alle migrazioni passate di gruppi nordici in Asia e ci dice qualcosa anche l’interazione dei vari gruppi in quelle regioni. Inoltre hanno viaggiato in regioni dell’Asia e non sembra irragionevole che i bambini possano essere stati frutto di questi viaggi introducendo così nuovi indicatori genetici nella popolazione scandinava.
Quanto sono accurati i punteggi con meno del 10%?
Studi genealogici hanno dimostrato che i livelli di commistione seguono modelli di eredità nota, sostenendo la validità di questi valori bassi. Tuttavia, come detto sopra, gli intervalli di confidenza sono importanti per comprendere i risultati, le stime più probabili del proprio DNA. Se il proprio sovrapposto intervallo di confidenza e’ pari a zero, il valore è compreso fra la soglia di rumore statistico del test e dovrebbe essere considerato un risultato possibile. Man mano che aumenta la quantità di indicatori testati il rumore statistico dovrebbe diminuire come prova di cambiamenti significativi nell’intervallo di confidenza tra i test “AncestryByDNA 2.0”e “AncestryByDNA 2.5.”
Questa tecnologia è stato pubblicata nella letteratura scientifica?
Sì, ecco una selezione di pubblicazioni rilevanti:
Parra, E., Marcini, A., Akey, J., Martinson, J., Batzer, M., Cooper, R., Forrester, T., Allison, D., Deka, R., Ferrell, R. and M. Shriver (1998). Estimating African American Admixture Proportions by Use of Population Specific Alleles. American Journal of Human Genetics. Volume 63, pages 1839-1851.
Pfaff, C., Parra, E., Bonilla, C., Hiester, K., McKeigue, P., Kamboh, M., Hutchinson, R., Ferrell, R., Boerwinkle, E., and M. Shriver (2001). Population Structure in Admixed Populations: Effect of Admixture Dynamics on the Pattern of Linkage Disequilibrium. American Journal of Human Genetics, volume 68, pages 198-207.
Parra, E., Kittles, R., Argyropoulos, G., Pfaff, C., Hiester, K., Bonilla, C., Sylvester, N., Parrish-Gause, C., Garvey, W., Jin, L., McKeigue, P., Kamboh, M., Ferrell, R., Pollitzer, W., and M. Shriver (2001). Ancestral Proportions and Admixture Dynamics in Geographically Defined African Americans Living in South Carolina. American Journal of Physical Anthropology 114:18-29.
Frudakis, T., V Kondragunta, M Thomas, Z Gaskin, S Ginjupalli, S Gunturi, V Ponnuswamy, S Natarajan, and P Nachimuthu (2003). A Classifier for SNP-Based Racial Inference. Journal of Forensics Sciences, Volume 49, pages 1145-1146.
