Caracterização genética da população do Distrito Federal com base em marcadores STR do cromossomo X

Abstract

O cromossomo X apresenta um modo peculiar de herança. Na transmissão paterna, comporta-se como uniparental enquanto que na transmissão materna, como biparental. Esta excentricidade torna os marcadores genéticos situados nesse cromossomo particularmente úteis para determinadas análises no âmbito da genética forense. Adicionalmente, lhe empresta características que podem ser exploradas em estudos de genética de populações para verificar que semelhanças e diferenças existem entre a história contada por eles e a contada pelos demais marcadores. A incorporação dos marcadores do cromossomo X na genética forense tem uma história recente e vem ainda sendo consolidada, razão pela qual se verifica ainda uma relativa escassez de dados sobre estes marcadores nas populações, seja brasileira ou de outros países. Neste projeto, 205 homens e 210 mulheres nascidos no Distrito Federal foram analisados com 10 marcadores STRs localizados no cromossomo X humano (DXS8378, DXS9898, DXS7133, GATA31E08, GATA172D05, DXS7423, DXS6809, DXS7132 DXS9902 e DXS6789), compondo o sistema de amplificação multiplex denominado “XDecaplex”, desenvolvido pelo Grupo de Espanhol-Português da International Society for Forensic Genetics (ISFG). Todos os indivíduos foram considerados não relacionados geneticamente, de acordo com o modo de herança do cromossomo X. As frequências alélicas, parâmetros populacionais, parâmetros forenses e desequilíbrio de ligação foram estimados, assim como a constituição genética da população considerando os três grupos parentais principais – europeus, africanos e ameríndios. Comparação com outras populações brasileiras analisadas para os marcadores em questão foram também realizadas. O STR mais informativo foi o DXS6809 e o menos informativo, o DXS8378. O Poder Médio de Discriminação do sistema como um todo para mulheres (PDMF) foi de 0,99999999996 e para homens (PMDM), 0,9999995. A Probabilidade Média de Exclusão Cumulativa para o Trio mãe filha e suposto pai (PMECT) e para o Duo filha e suposto pai (PMECD), considerando os loci agrupados, foi de 0,99999795 e 0,99988927, respectivamente. Não foram observados desvios significativos no equilíbrio da Hardy-Weinberg testado na amostra feminina, bem como não se observou Desequilíbrio de Ligação na amostra masculina. Estes resultados habilitam o uso do Banco de Dados das frequências alélicas dos dez STRs do cromossomo X obtidas para a população do Distrito Federal, como base de dados para cálculos em análises forenses em casos envolvendo indivíduos desta população. Análises comparativas entre a população do Distrito Federal e as populações dos estados do Mato Grosso do Sul, Paraná, Rio de Janeiro e São Paulo sugerem uma maior diversidade genética para a população do Distrito Federal, provavelmente refletindo a constituição de sua população, resultado do afluxo de contingentes populacionais de todo o Brasil. Análises de distância genética com base em valores de GST mostraram diferenças significativas entre o Distrito Federal e os estados do Mato Grosso do Sul, Paraná e Rio de Janeiro. As proporções de mistura étnica da população do Distrito Federal, considerando como parentais as populações européia, africana e ameríndia, demonstraram um predomínio da européia (61,9%), seguida da africana (27%). Estes dados não diferem significativamente dos resultados observados com marcadores autossômicos na mesma população, sugerindo que ambas as classes de marcadores contam a mesma história genética, em que pese o fato dos marcadores do cromossomo X refletirem mais a herança materna que a paterna e que, para o Brasil, estudos com marcadores uniparentais terem demonstrado consistentemente uma influência maior para a parental européia na linhagem paterna, com as africana e ameríndia predominando para a parental materna. A inclusão dos dez CrX STRs em quatro casos de paternidade deficiente analisados previamente com uma bateria de 21 ou 22 STRs autossômicos demonstrou um grande impacto na valoração estatística quando a reconstituição do genótipo do suposto pai foi realizada mediante análise de uma filha biológica mas um impacto mínimo quando a reconstituição foi realizada com a suposta avó. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The X chromosome has a peculiar mode of inheritance. In paternal transmission, its behavior is uniparental, while in maternal transmission, it is biparental. Because of this eccentricity, the markers located in this chromosome are gradually being introduced into forensic genetics, particularly in deficiency paternity cases, where the alleged father is absent. This unique form of inheritance can be explored by population genetics in order to verify the extent of similarities and differences between the stories told by the X-chromosome markers and those told by other genetic markers. The inclusion of X chromosome markers in forensic genetics has a recent history and is still being consolidated, which is why there is still a relative paucity of data on these markers in populations, both in Brazil and in other countries. In this project, 205 men and 210 women (625 alleles) born in the Federal District were analyzed with 10 STR markers located on the human X chromosome (DXS8378, DXS9898, DXS7133, GATA31E08, GATA172D05, DXS7423, DXS6809, DXS7132, DXS9902 and DXS6789) composing the multiplex amplification system “X-Decaplex”, developed by the Spanish-Portuguese Group of the International Society for Forensic Genetics (ISFG). All individuals were considered unrelated according to the X chromosome mode of inheritance. Allele frequencies, forensic parameters, population parameters and linkage disequilibrium were estimated as was the genetic make-up of the population considering the three main parental groups - Europeans, Africans and Amerindians. Comparison with other Brazilian populations analyzed for the markers in question were also performed. DXS6809 was the most informative STR and DXS8378, the least. The Mean Power of Discrimination of the system as a whole for women (PDCF) was 0.99999999996 and for men (PDCM) 0.9999995. The Mean Probability Cumulative of Exclusion for the trio motherdaughter- alleged father (PMECT) was 0.99999795 and that for the duo daughter-alleged father (PMECD) was 0.99988927, considering the loci grouped. There were no significant deviations from the Hardy-Weinberg expectations in the female sample tested and there was no observed Linkage Disequilibrium observed in the male sample. These results enable the allelic frequencies of the ten STRs of X chromosome obtained for Federal District population to be used as a database for forensic analysis calculations in cases involving individuals from this population. Comparative analysis between the population of the Federal District and those of the states of Mato Grosso do Sul, Parana, Rio de Janeiro and São Paulo suggests a greater genetic diversity in the population of the Federal District, probably reflecting the make-up of its population, a result of the influx of population groups from the whole country. Analyses of genetic distance based on GST values showed significant differences between the population of the Federal District and those of the states of Mato Grosso do Sul, Parana and Rio de Janeiro. The proportions of ethnic mix in the population of the Federal District, considering parental populations as European, African and Amerindian, showed a predominance of European (61.9%), followed by African (27%). These data do not differ significantly from the results observed with autosomal markers in the same population, suggesting that both classes of markers have the same genetic history, despite the fact that the X chromosome markers reflect more maternal inheritance than paternal and that for Brazil, studies using uniparental markers have consistently shown a greater influence of Europe for paternal parental lineage, with African and American predominance for the maternal parent. The inclusion of the ten CRX STRs in four deficient paternity cases previously analyzed with a battery of 21 or 22 autosomal STRs showed a statistically significant impact on valuation when the reconstitution of the alleged father's genotype was performed by analysis of a biological child but a minimal impact when the supposed grandmother replaced the supposed father.