Como já discutido acima, a grande vantagem dos polimorfismos do cromossomo Y e do DNA mitocondrial como marcadores de linhagem está diretamente relacionada com o fato deles serem herdados apenas de um dos genitores (do pai, no caso do cromossomo Y e da mãe, no caso do DNA mitocondrial), ou seja eles são uniparentais. Além disso, eles não sofrem recombinação genética e são passados de geração em geração em patrilinhagens ou matrilinhagens até que ocorra uma mutação. As mutações ocorridas durante a evolução humana geraram variações (‘polimorfismos') dos haplótipos que servem como marcadores de linhagem. Adicionalmente, o cromossomo Y e o DNA mitocondrial fornecem informações complementares, permitindo traçar patrilinhagens e matrilinhagens que alcançam dezenas de gerações no passado, podendo assim reconstruir a história genética de um povo.
A desvantagem destes marcadores é que os haplótipos de DNA mitocondrial e do cromossomo Y fornecem informações sobre uma parcela muito pequena da contribuição genética dos antepassados de um indivíduo. Uma pessoa tem dois pais, quatro avós, oito bisavós, 16 trisavós, 32 tetravós, 64 pentavós e assim por diante. O estudo do haplótipo de cromossomo Y informa sobre um único destes antepassados homens e o do DNA mitocondrial sobre uma única antepassada, não fornecendo nenhuma informação sobre todos os outros antepassados com seus milhares de genes. Para usar uma analogia, imaginemos que Diogo Álvares, o famoso “Caramuru”, tenha passado o seu sobrenome Álvares para os seus filhos, e estes para os seus filhos etc., criando uma única patrilinhagem Álvares no Brasil. Agora imaginemos um indivíduo contemporâneo chamado João Álvares. O sobrenome Álvares indicaria que ele é descendente de Caramuru, mas dá informação sobre uma fração minúscula da sua genealogia, pois não diz nada sobre toda a família de sua mãe, de sua avó paterna etc.
Já os polimorfismos em autossomos (cromossomos não-sexuais) são ótimos marcadores de individualidade. Como todos nós temos nos núcleos das nossas células duas cópias de cada autossomo e estas cópias de cada par trocam genes (recombinam-se) a cada geração, as combinações são efêmeras, impedindo que duas pessoas tenham o mesmo genoma. Mais importante, por causa da recombinação, cada um dos nossos cromossomos autossômicos tem segmentos herdados de praticamente todos nossos antepassados. Se pudéssemos seqüenciar completamente o genoma de cada um de nós e se tivéssemos a capacidade de interpretar apropriadamente a informação, teríamos descortinado todo o nosso passado evolucionário. Na impossibilidade de fazer isto, fazemos uma amostragem de um grande número de regiões filogeograficamente relevantes do genoma para obter, pela comparação com bancos de dados e através de uma sofisticada análise estatística, uma estimativa da ancestralidade biogeográfica do genoma de um indivíduo. No Laboratório GENE, estudamos 40 regiões polimórficas diferentes no teste de Ancestralidade Genômica. Como estamosno Brasil, é importante que o GENE possa avaliar especificamente a proporção genômica das ancestralidades européia, ameríndia e africana. Caso desejado, podemos também avaliar a possibilidade de uma contribuição do leste asiático (no caso do Brasil esta seria principalmente de japoneses). Ainda não é possível especificar ancestralidade a nível subcontinental ou étnico. Em outras palavras, podemos avaliar o grau de ancestralidade européia, mas não, por exemplo, de ancestralidade portuguesa, ou russa, ou cigana, ou judaica.
Um ponto fundamental que deve ser entendido é que toda estimativa de ancestralidade está cercada de um grau de incerteza. Esta incerteza vem do fato de que a genética de populações e a filogeografia são áreas científicas altamente estatísticas. Temos de considerar também que quarenta regiões genéticas de um genoma muito grande estão sendo amostradas. E de que estamos comparando os dados de um indivíduo isolado com grupos de pessoas de populações distintas. Assim, as estimativas fornecidas no resultado devem ser tomadas como indicações e não como a verdade estabelecida.
Em 2002 o Projeto Genoma Humano reportou a caracterização de 2000 polimorfismos bialélicos de inserção-deleção (indels) no genoma humano. A equipe do GENE – Núcleo de Genética Médica a partir do banco de dados dos indels, selecionou um conjunto de 40 polimorfismos que atendiam às seguintes especificações:
• Tamanho de amplicons diferentes, permitindo detecção multiplex pela técnica PCR.
• Freqüências alélicas em europeus próximas de 50% para maximizar heterozigosidade/informatividade.
• Freqüências alélicas em africanos e em ameríndios significantemente diferentes das de europeus.
• Localização em diferentes regiões físicas do genoma humano.
Houve excelente sucesso na tipagem dos 40 alelos em um seqüenciador ALF-Express. Esta bateria de indels constitui uma poderosa ferramenta diagnóstica para estudos populacionais e um pedido de patente já foi feito.
Um dos critérios de seleção dos indels testados em conjunto no multiplex foi a variação das freqüências alélicas entre europeus, ameríndios e africanos, já que estas são as populações ancestrais que levaram à formação do povo brasileiro. Era então necessário averiguar se os indels selecionados eram realmente sensíveis à variação continental. Usamos os nossos polimorfismos para testar um painel internacional de 1064 indivíduos pertencentes a 52 populações. A análise dos resultados demonstrou uma excelente resolução de todas as populações como demonstrado na figura abaixo. Estes dados foram publicados no prestigioso periódico inglês Annals of Human Genetics. Uma cópia do artigo pode ser obtida aqui.
Estes estudos validaram os nossos polimorfismos como sendo muito sensíveis à origem etnogeográfica da população e caracterizaram a metodologia desenvolvida e empregada pelo Laboratório GENE como uma ferramenta poderosa para estudo da ancestralidade genômica dos brasileiros (ver figura ) .
Gráfico triangular da
Gráfico triangular da ancestralidade genômica de Europeus, Africanos e Ameríndios.
Gráfico triangular da ancestralidade genômica de Europeus, Africanos e Ameríndios. Os estudos dos 40 indels no GENE são capazes de localizar qualquer indivíduo dentro deste panorama genômico biogeográfico.