Vysvetlené limity testov DNA predkov

23andMe vám chce predať dovolenky na základe vašej DNA. Ale na čom to vlastne zakladajú?

Danush Parvaneh/Vox

Jednovaječné dvojčatá majú prakticky identickú DNA. Takže by ste si mysleli, že ak by skupina dvojčiat poslala vzorku DNA na genetické testovanie predkov, dostali by presne rovnaké výsledky, však?



Podľa nedávneho vyšetrovania Canadian Broadcasting Corporation nie nevyhnutne. V skutočnosti novinári preukázané že dvojčatá často nedosahujú rovnaké výsledky od jednej spoločnosti. A v rámci odvetvia sa odhady toho, kde žili predkovia jednotlivca, môžu výrazne líšiť od spoločnosti k spoločnosti.

V jednom prípade spoločnosť zaoberajúca sa spotrebnou genetikou 23andMe povedala jednému dvojčaťu, že z 13 percent je široko-európska. Test druhej dvojičky medzitým ukázal, že mala len 3 percentá široko európskych predkov a mala viac DNA zhodnú s inými, špecifickejšími regiónmi v Európe. A čo viac, keď dvojčatám testovalo DNA päť spoločností, každá im poskytla iné výsledky.

Jeden počítačový biológ pre CBC povedal, že rozdiely vo výsledkoch sú záhadné.

Čo teda vysvetľuje tieto rozdiely? Celkovo možno povedať, že nezrovnalosti v testovaní pôvodu neznamenajú, že genetická veda je podvod a že spoločnosti si tieto čísla len vymýšľajú. Majú viac spoločného s obmedzeniami vedy a niektorými kľúčovými predpokladmi, ktoré spoločnosti robia pri analýze DNA na pôvod.

Spoločnosti, ktoré poskytujú testovanie predkov, napr Ancestry.com a 23andMe poskytujú presné členenie DNA predkov svojich zákazníkov. Mohli by napríklad povedať, že niekto má 25 percent Talianov, 74 percent východoázijských a 0,1 percent Sardínskych. Oni tiež predávať svoj produkt spôsobom, ktorý naznačuje, že ich test o vás odhalí niečo hlboko zmysluplné.

Vo svojich správach o predkoch 23andMe hovorí vaša DNA rozpráva príbeh o tom, kto ste a ako ste prepojení s populáciami na celom svete. Spoločnosť teraz dokonca spolupracuje s AirBnb, aby pomohla zákazníkom plánovať dovolenky v miestach, kde žili ich predkovia.

MyHeritage, ďalšia spoločnosť, ktorá poskytuje analýzu pôvodu, píše náš test DNA vám ponúka silný zážitok z objavovania toho, čo vás robí jedinečnými, a učenia sa, odkiaľ skutočne pochádzate.

Z týchto správ nie je vždy zrejmé, že sú založené na odhadoch, ktoré sa môžu líšiť od spoločnosti k spoločnosti, a majú vstavané zdroje chýb. Vaše výsledky od jednej spoločnosti môže sa dokonca časom meniť spoločnosť zaregistruje viac používateľov a zhromažďuje viac údajov.

Spoločnosti áno mať internetové stránky že vysvetliť tieto obmedzenia, ale musíte sa trochu prehrabať, aby ste ich našli. Môžete si veľmi ľahko kúpiť jednu z týchto súprav bez toho, aby ste na ňu narazili.

Spotrebiteľské genetické testovanie prudko rastie. Podľa na MIT Technology Review 26 miliónov ľudí alebo viac podstúpilo genetický test predkov. Tech Review tiež zistil, že v roku 2018 počet zakúpených testov prekonal predaj všetkých predchádzajúcich rokov dohromady.

Tieto genetické testy bežne stoja 60 až 100 dolárov – alebo viac, ak obsahujú zdravotné informácie. Ako trh rastie, spotrebitelia si musia byť vedomí toho, čo presne im tieto testy hovoria (a ešte viac, pokiaľ ide o informácie o zdraví a pohode ).

Čo to teda naozaj znamená, keď vám spoločnosť povie, že ste zo 40 percent Gréci? Na zodpovedanie tejto otázky je užitočné pochopiť, čo presne tieto testy hľadajú, a predpoklady, ktoré musia urobiť, aby uhádli váš pôvod.

Dôležité je pochopiť, že genetika môže viesť odpovede o predkoch, hovorí Joe Pickrell , genetik a generálny riaditeľ spoločnosti Gencove, ktorá predáva hardvér a softvér na genetické testovanie iným spoločnostiam. Neexistuje stroj času, ani krištáľová guľa.

Aj keď genetické testy predkov poskytujú presné percentá o našom dedičstve, správy sa najlepšie myslia odhady založené na nedokonalých údajoch.

Krok za krokom si prejdime prečo.

Prvý krok: napľuť do skúmavky

Existuje asi 3 miliardy párov báz — jednotlivé písmenové inštrukcie nášho genetického kódu — ktoré tvoria ľudský genóm. Keď napľujete do skúmavky a pošlete ju spoločnosti ako 23andMe, Ancestry.com alebo MyHeritage, neobťažujú sa pozerať na každé jedno písmeno. To by bolo prehnané.

Všetci ľudia majú približne 99,9 percent svojej DNA spoločných. Namiesto toho, aby sa proces urýchlil, testy hľadajú miesta na genóme, kde sa ľudia bežne navzájom líšia.

Toto sú miesta, kde by ste mohli mať nukleotid (molekula, ktorá tvorí polovicu páru báz) adenín a ja mám tymín. to je všetko. Celkovo môžu tieto jednopísmenové zmeny v našej DNA pomôžte vysvetliť prečo je jeden človek vyšší ako druhý, alebo prečo má jeden hnedé oči a iný zelené.

Vo vedeckom žargóne sa tieto variácie nazývajú jednonukleotidové polymorfizmy alebo SNP (vyslovuje sa snip). Spoločnosti môžu analyzovať pol milióna SNP alebo viac v teste pôvodu.

Keď spoločnosť zaoberajúca sa genetickým testovaním dostane poštou skúmavku vašich slín, musí z nej najskôr extrahovať DNA. Odstránite zvyšky buniek, proteíny, všetko, čo nie je DNA, vysvetľuje Yaniv Erlich, vedúci vedecký pracovník v MyHeritage. Vytvárajú kópie vašej DNA a potom ich rozdeľujú na kratšie kúsky.

Kusy sa potom vložia do stroja nazývaného pole genotypovania. Tieto polia – a to je absolútne zjednodušenie – fungujú ako triedička mincí, ale pre SNP. Spoločnostiam povedia, ktoré verzie SNP ste zdedili a na akom mieste v genóme.

Mnohé SNP sú nezmyselné, pokiaľ ide o naše zdravie. Ale môžu byť užitočnými východiskovými bodmi na sledovanie pôvodu. Je to preto, že ako všetko ostatné v našom genóme, aj SNP sa prenášajú z generácie na generáciu. Čím viac SNP zdieľame s inou osobou, tým je pravdepodobnejšie, že zdieľame podobný a novší pôvod. Váš pôvod sa odhaduje porovnaním vašich výsledkov SNP s genetickou databázou ľudí so známymi predkami (viac o tom v ďalšej časti).

Tu je prvý zdroj potenciálnych nezrovnalostí v testovaní predkov: Aj keď sú tieto polia genotypovania mimoriadne presné, sú náchylné na malé chyby.

Hovoríme o presnosti 99,9 percent pre tieto polia, hovorí Erlich. Ale aj s takou vysokou úrovňou presnosti, keď spracujete 1 milión miest v genóme, môžete získať 1 000 chýb. Len tieto malé chyby môžu pomôcť vysvetliť, prečo môže mať jedno dvojča mierne odlišné výsledky od druhého. (Tento zdroj chýb je dôvodom zdravotných výsledkov, ktoré získate od spoločností na genetické testovanie môžu tiež vykazovať nezrovnalosti .)

Druhý krok: vaša DNA sa porovná s DNA iných ľudí so známymi predkami

Odhliadnuc od chýb, genotypizácia, ktorú dostaneme od každej zo spoločností na testovanie spotrebiteľov, by mala byť takmer identická (to znamená, ak sa spoločnosti pozerajú na rovnaký súbor a počet SNP). Spôsob, akým spoločnosti analyzujú tieto nespracované údaje, sa však líši. A to je dôvod, prečo výsledky predkov jednej spoločnosti môžu vyzerať trochu inak ako výsledky inej spoločnosti.

Tu je návod, ako to funguje.

Spoločnosti ako 23andMe, Ancestry.com a MyHeritage porovnávajú váš súbor SNP so známymi referenčnými skupinami (SNP, ktoré sa zvyčajne vyskytujú u ľudí, povedzme, gréckeho pôvodu). Testy hľadajú dôkaz, že máte spoločných predkov s ľuďmi v referenčnej skupine.

Ale referenčná skupina, ktorú používa každá spoločnosť, môže byť iná. A referenčné skupiny sa neustále menia.

Ako správy STAT správy Ľudia, ktorí používali tieto testy len pred niekoľkými rokmi, teraz zisťujú, že ich výsledky sa zmenili. Spoločnosti tvrdia, že je to vlastnosť ich produktu a že keď sa zlepšia v predpovedaní genetického pôvodu, budú tieto informácie odovzdávať spotrebiteľom. Zároveň to podkopáva ich marketing, čo znamená, že ich testy o vás prezradia niečo zásadné.

Ďalšie obmedzenie: Tieto referenčné skupiny sú z veľkej časti založené na ľuďoch, ktorí sami uvádzajú svoj pôvod. Títo ľudia si môžu byť celkom istí, že vedia, odkiaľ ich rodiny pochádzajú, ale nie je to dokonalé opatrenie.

Spoločnosti zaoberajúce sa DNA predkov môžu často vystopovať európsku DNA do konkrétnych krajín. Ak ste však v menšine, vaša správa môže byť nejasná. Pred do minulého leta , 23andMe dokázal priradiť ľudí iba k trom širokým regiónom v subsaharskej Afrike, čo je obrovská oblasť s veľkou geografickou a etnickou rozmanitosťou. A to len preto, že v referenčných súboroch údajov tejto spoločnosti nie je toľko Afričanov.

Predstavte si, že ste z malého mesta v Španielsku, hovorí Pickrell. Ak majú [testovacie spoločnosti] veľa ľudí z tohto malého mesta, môžu vás skutočne efektívne porovnávať. Ale ak nemajú ľudí z tohto konkrétneho malého mesta, môžu jednoducho určiť, že ste vo všeobecnosti Španiel alebo Európan.

Krok 3: Počítačový program najlepšie odhadne make-up vašich predkov

Zostáva posledný krok: Tieto spoločnosti vás nepriraďujú iba k vašim predkom; prideľujú vám veľmi konkrétne percentá. Takže test DNA predkov môže odhaliť, že ste z 23 percent Európan, z 24 percent Číňan atď.

Tu prichádzajú na scénu počítačové programy. Algoritmus hovorí: „Skúsme dať predkov dohromady v rôznych kombináciách, aby sme získali podobnú variáciu [SNP], akú máte vy,“ hovorí Erlich.

Hľadá najlepšie prispôsobenie, nie dokonalú zhodu.

A je to nedokonalé najmä pri rozlišovaní medzi predkami, ktoré vyzerajú veľmi geneticky podobne.

Ako príklad hovorí Erlich, v Európe je veľmi malá [genetická] variácia. Napríklad ľudia z Anglicka naozaj nevyzerajú tak geneticky inak ako ľudia z Írska, hovorí. Počítač teda s väčšou pravdepodobnosťou urobí chybu, že predkovia osoby boli Angličania (a nie Íri), než aby urobil chybu, že niekto je Angličan (a nie Taiwanec).

A čo viac, programy musia urobiť nejaké odhady o tom, ako ďaleko v čase žili vaši predkovia na konkrétnom mieste. To je tiež nedokonalé, s množstvom chýb.

Počítačové programy sú tiež citlivé na malé chyby zabudované do procesu genotypizácie. A opäť, výstup programu závisí od referenčnej DNA, ktorú má spoločnosť vo svojej databáze.

Pamätajte: DNA pôvod nie je to isté ako dedičstvo

Tu je ešte niečo, čo je dôležité si zapamätať: Testy DNA predkov vám nepovedia, kde každý člen vášho rodokmeňa žil. Namiesto toho vám povedia, koľko z ich DNA ste zdedili.

To je dôvod, prečo súrodenci môžu získať rôzne správy od služieb pôvodu DNA (hoci zdieľajú presne tých istých príbuzných). Je možné, že váš brat zdedil kúsok DNA od jedného z vašich predkov, čo ste vy nie, hovorí Pickrell.

Pripomeňme si, že polovicu DNA zdedíte po mame a polovicu DNA po otcovi. Ale váš otec vám nemusí odovzdať všetky gény, ktoré zdedil napríklad po sardínskej strane svojej rodiny.

Ako sa vo svojom rodokmeni posúvate ďalej a ďalej späť v čase, existuje určitá možnosť, že ste nezdedili žiadnu DNA od jedného zo svojich predkov, hovorí Pickrell. Znamená to, že s touto osobou nie ste v príbuzenskom vzťahu? Nie. Znamená to, že nemôžete robiť pierogi podľa ich zabehnutého receptu? Samozrejme, že nie. Stále sú súčasťou vášho rodokmeňa a súčasťou vášho dedičstva.

DNA nie je to isté ako dedičstvo. Testy pôvodu DNA triedia vašu DNA podľa geografických oblastí, z ktorých ste ju pravdepodobne zdedili. Ale nie všetko o našej rodinnej histórii je geografické.

Tieto testy nám nepovedia o jazykoch, ktorými naši predkovia hovorili, o jedle, ktoré jedli, ani o tom, či boli oslavovaní alebo prenasledovaní. Nehovoria veľa o tom, ako naši predkovia žili alebo cestovali. Napríklad Ashkenazi [a.k.a. Východoeurópske] židovské obyvateľstvo, ktoré bolo veľmi migračné, malo tendenciu uzatvárať manželstvá v rámci skupiny, hovorí Pickrell. 23andMe by vás mohol priradiť k aškenázskemu dedičstvu, ale možno nie konkrétnej geografickej polohe.

Ľudská história je chaotická, migračná záležitosť, príliš komplikovaná na to, aby sa dala sledovať jednoducho pomocou našej DNA. A na presných percentách toho, odkiaľ naša DNA pochádza, tiež nemusí záležať. Ak váš súrodenec zdedí o niečo viac škandinávskej DNA ako vy, robí to z neho viac škandinávskych? nie

prečo moje oči vidia rôzne odtiene

Z týchto dôvodov je mnohým nepríjemná myšlienka dedičstva ako niečoho, čo treba potvrdiť dôkazmi DNA – alebo že ľudia patria k určitej etnickej skupine. na základe triviálneho množstva predkov . DNA predkov otvára malé dvere do našej minulosti. Môžeme sa dozvedieť veci ako skutočnosť, že pred mnohými desiatkami tisíc rokov sa ľudia a neandertálci párili, aj keď môžeme len špekulovať (a fascinujúcim spôsobom) o tom, prečo...

Ale sú to len malé dvierka, nedokonalý sprievodca.

Je to cenná informácia, ale sama osebe nikdy nebude definitívna, hovorí Pickrell.

Ďalšie čítanie: čo o nás skutočne hovorí nová veda o genetike