Реконструкция генетического разнообразия европейского неолита и мезолита

В апреле прошлого года начал работать над добавлением в своей BGA проект SNP-ов извлеченных из «ископаемых» геномов трех неолитических охотников-собирателей и одного неолитического земледельца из недавней, но уже нашумевшей статьи Понтуса Скоглунда и др. (2012):

«Новые исследования ДНК древних останков помогли исследователям доказать, что сельское хозяйство пришло в Европу вместе с древними переселенцами. Это ставит под сомнение альтернативную теорию, которая предполагает, что сельское хозяйство было развито уже существующими в Европе племенами, которые до этого занималось охотой и собирательством, а затем стали делиться новым опытом друг с другом. Команда исследователей сравнила ДНК скелета древнего фермера со скелетами трех охотников. Они обнаружили, что «фермер» отличался на генетическом уровне от охотников. Понтус Скоглунд (Pontus Skoglund) из Университета Упсалы, Швеция, и его коллеги выделили генетический материал, который содержался в ядре клеток, из скелета человека, который жил 5 тысяч лет назад в южной части современной Швеции. ДНК, полученное из этих останков было на самом деле очень древним и не имело примесей современной ДНК, что позволило исследователям использовать молекулярные и статические техники. Они сравнили генетический профиль фермера каменного века и охотника-собирателя с современным населением. Женщина-фермер, как оказалось, родилась в этих местах, так как ее геном очень похож на геном современного человека из юго-восточной Европы.»

В настоящее время Диенек Понтикос поделился со мной ссылкой на BAM-элайнменты геномов древних шведских фермера и древних шведских охотников (Ajv52, Ajv70, Ire8, Gok4 и Ste7 ). Планируется извлечь известные (dBSNP-cовместимые) снипы с помощью алгоритма UnifiedGenotyper, имплементированного в коде G.A.T.K.

Полученные на выходе VCF файлы были конвертированы в PED/MAP формат с помощью vcftools.Как это уже стало привычным, в случае определения генетических вариантов в древних геномах нужно быть предельно осторожным и применять дополнительные QC-фильтры.  Понтус Скоглунд дал следующие рекомендации по работе с древней ДНК эпохи раннего шведского неолита.

По этой ссылке  можно скачать BAM-файлы с данными  генома неолитических жителей Швеции. Согласно установленному протоколу, эти данные приведены в соответствие с геномом современного человека. Что касается извлечения SNP-ов, то тут нет универсального простого рецепта.  Самым простым способом, вероятно, является циклическое (‘loop’) извлечение SNP-ов из исходных методом одиночного извлечения (случайных) аллель  из ‘древней’ ДНК с использованием следующей команды:

samtools mpileup <bam_file>-Q 30-Q 15-е hg18.fasta-р <chr>: <start> — <stop>

, где hg18.fasta — это референс человеческого генома версии UCSC в формтае FASTA.

Кроме того, Скоглунд рекомендует произвести слияние геномов 3-охотников-собирателей, так как по результатам анализа    главных компонентов можно сделать вывод об однородности этих геномов.

Третье важное замечание. В связи с низким охватом (low coverage) генома по многим геномным позициям были получены только гаплоидные данные. Поэтому перед использованием данных с целью сравнения генетического разнообразия крайне важно убедиться, что данные древних геномов сравниваются с соответствующими данными современных популяций предварительно приведенным в гаплоидную фазу. В противном случае, могут возникнуть странные эффекты в большинстве анализов структуры генофонда населения. Кроме того, в полученных данных был отмечен  избыток C>T и G>A. Ошибки в определении  древних данных из-за посмертных (postmortem) повреждений, так что при сохранении этих полиморфизмов было бы неплохо, во избежании неожиданности, исключить их. Наконец, нужно быть осторожным при слияния SNP-ов древнего ДНК лица (приведенных в соответствие с  hg18) с данных где генотипами выравненными по референсному геному hg19, поскольку если оба аллеля присутствуют в обоих наборах данных, то flip — формальная команда Plink для замены снипов одной цепи (strand) ДНК на снипы другой цепи  в этом случае работать не будет.

Реклама

Добавить комментарий

Please log in using one of these methods to post your comment:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s