Marcador informativo de ascendencia

En genética de poblaciones , un marcador informativo de ascendencia ( AIM , por sus siglas en inglés) es un polimorfismo de un solo nucleótido que presenta frecuencias sustancialmente diferentes entre distintas poblaciones. La evaluación de un conjunto de varios AIM puede utilizarse para estimar la proporción de la ascendencia de un individuo que proviene de cada población.

Un polimorfismo de un solo nucleótido es una modificación de una sola base nucleotídica dentro de una secuencia de ADN. ^{[ 1 ]} Se estima que existen 15 millones de sitios SNP ( polimorfismo de un solo nucleótido ) (de aproximadamente 3 mil millones de pares de bases, o alrededor del 0,4%) entre los cuales se pueden seleccionar AIMs. ^{[ 2 ]} Los SNP relacionados con la ascendencia a menudo se rastrean al cromosoma Y y al ADN mitocondrial porque ambas áreas se heredan de un solo progenitor, eliminando las complejidades que conlleva la recombinación genética parental. ^{[ 3 ]} Las mutaciones de SNP son raras, por lo que las secuencias con SNP tienden a transmitirse de generación en generación en lugar de alterarse en cada generación. Sin embargo, debido a que cualquier SNP dado es relativamente común en una población, los analistas deben examinar grupos de SNP (también conocidos como AIMS) para determinar la ascendencia de una persona. Utilizando métodos estadísticos como la tasa de error aparente y la Estimación Bayesiana Mejorada , se puede encontrar el conjunto de SNP con la mayor precisión para predecir una ascendencia específica. ^{[ 4 ]}

El análisis de un conjunto de estos marcadores, distribuidos de forma más o menos uniforme a lo largo del genoma, es también una manera rentable de descubrir nuevos genes que subyacen a enfermedades complejas; una técnica denominada mapeo por mezcla genética o "mapeo por desequilibrio de ligamiento por mezcla genética " (MALD, por sus siglas en inglés).

Por ejemplo, el alelo nulo de Duffy (FY*0) tiene una frecuencia de casi el 100 % entre los africanos subsaharianos, pero se presenta con muy poca frecuencia en poblaciones fuera de esta región; por lo tanto, es más probable que una persona que posea este alelo tenga ancestros africanos subsaharianos. La ascendencia china Han del norte y del sur se puede distinguir inequívocamente utilizando un conjunto de 140 AIM. ^{[ 5 ]} Se han desarrollado colecciones de AIM que pueden estimar los orígenes geográficos de los ancestros de una persona dentro de Europa. ^{[ 6 ]}

Tras el desarrollo de bases de datos de ADN antiguo, un marcador informativo de ascendencia antigua (aAIM) podría definirse de manera similar como un polimorfismo de un solo nucleótido que presenta frecuencias sustancialmente diferentes entre distintas poblaciones antiguas. Un conjunto de aAIM puede utilizarse para identificar la ascendencia de poblaciones antiguas y, eventualmente, para cuantificar la similitud genética con los individuos actuales. ^{[ 7 ]}

El descubrimiento de marcadores informativos de ascendencia fue posible gracias al desarrollo de la secuenciación de próxima generación (NGS). La NGS permite el estudio de marcadores genéticos mediante el aislamiento de secuencias genéticas específicas . ^{[ 8 ]} Un método para la extracción de secuencias es el uso de enzimas de restricción , específicamente endonucleasas , que modifican la secuencia de ADN. Esta enzima se puede usar con ADN ligasa (que une dos ADN diferentes), modificando el ADN mediante la inserción de ADN de otro organismo. ^{[ 9 ]} Otro método, la secuenciación de ADNc ( RNA-seq ), también puede ayudar a obtener información de los transcriptomas en una amplia gama de organismos y encontrar SNP ( polimorfismos de un solo nucleótido ) dentro de una secuencia de ADN.

Los marcadores informativos de ascendencia tienen diversas aplicaciones en la investigación genética, la medicina forense y la industria privada. Se ha demostrado que los marcadores informativos de ascendencia (AIM, por sus siglas en inglés) que indican una predisposición a enfermedades como la diabetes mellitus tipo 2 y la enfermedad renal reducen los efectos de la mezcla genética en el mapeo ancestral cuando se utiliza software de mapeo de mezcla genética. ^{[ 10 ]} La capacidad diferencial de los marcadores informativos de ascendencia permite a los científicos e investigadores delimitar poblaciones geográficas de interés; por ejemplo, el tráfico ilegal de órganos puede rastrearse hasta ciertas áreas comparando las muestras tomadas de los receptores de órganos y descifrando el marcador extraño en su cuerpo. ^{[ 11 ]} Varias empresas privadas, como 23andMe y AncestryDNA , ofrecen pruebas genéticas directas al consumidor (DTC) rentables mediante el análisis de marcadores informativos de ascendencia para determinar los orígenes geográficos. Estas empresas privadas recopilan grandes cantidades de datos, como muestras biológicas e información autodeclarada por los consumidores, una práctica conocida como biobanco.ing, lo que permite a sus investigadores descubrir más información sobre los AIM. ^{[ 12 ]}

Aunque los paneles AIM pueden ser útiles para la detección de enfermedades, la Ley de No Discriminación por Información Genética (GINA) prohíbe el uso de información genética para la discriminación en seguros y en el lugar de trabajo. ^{[ 13 ]}

Los distintos rasgos ancestrales y su relación con las enfermedades pueden ayudar a los científicos a determinar los enfoques de tratamiento adecuados para una población específica. ^{[ 14 ]} Los investigadores médicos han revelado la relación entre los rasgos ancestrales y algunas enfermedades comunes; por ejemplo, se ha descubierto que las personas de ascendencia africana tienen un mayor riesgo de asma que las de ascendencia europea. ^{[ 15 ]}

Los paneles AIM pueden utilizarse para detectar factores de riesgo de enfermedades . Uno de estos paneles se creó para la ascendencia afroamericana basándose en subconjuntos de matrices de SNP disponibles comercialmente. Este tipo de matrices puede ayudar a reducir el coste de la identificación de factores de riesgo, ya que permite a los investigadores analizar marcadores de ascendencia en lugar de todo el genoma. Esto se debe a que estas matrices de SNP reducen el alcance del análisis necesario, pasando de cientos de miles de marcadores SNP a un panel de unos pocos miles de AIM. ^{[ 16 ]}

Si bien algunos creen que las poblaciones estructuradas deberían utilizarse en estudios para determinar mejor las asociaciones genéticas con las enfermedades , las implicaciones sociales del posible estigma racial que podría derivarse de dichos estudios son una gran preocupación. Sin embargo, el estudio realizado por Yang et al. (2005) sugiere que la tecnología para llevar a cabo una investigación más profunda e identificar variaciones asociadas a la ascendencia en las enfermedades humanas ya existe. ^{[ 14 ]}

• SLC24A5
• Raza y genética

General

• Shriver, Mark D. et al., "Pigmentación de la piel, ascendencia biogeográfica y mapeo de mezcla genética", Hum. Genet. 112, 387-399 (2003)
• Introducción a la ciencia del SNP
• Resumen de dbSNP
• Explicación de DNAPrint Genomics