🧬 Генетическая генеалогия - Генеалогический форум

Human geography is mapped in the genes

https://www.newscientist.com/a...irrelevant

The genes of a European person can be enough to pinpoint their ancestry down to their home country, claim two new studies.

By reading single-letter DNA differences in the genomes of thousands of Europeans, researchers can tell a Finn from a Dane and a German from a Brit. In fact a visual genetic map mirrors the geopolitical map of the continent, right down to Italy’s boot.

“It tells us that geography matters,” says John Novembre, a population geneticist at the University of California, Los Angeles, who led one of the studies. Despite language, immigration and intermarriage, genetic differences between Europeans are almost entirely related to where they were born.

This, however, does not mean that the citizens of each European nation represent miniature races. “The genetic diversity in Europe is very low. There isn’t really much,” says Manfred Kayser, a geneticist at Erasmus University Rotterdam in the Netherlands, who led the other study.

One-letter differences

Kayser’s and Novembre’s teams uncovered the gene-geography pattern only by analysing hundreds of thousands of common gene variants called single nucleotide polymorphisms (SNPs) across the genomes of people from about two dozen countries. SNPs are places in the genome where one person’s DNA might read A, while another’s T.

Though the teams worked independently, they used some of the same DNA samples, which were gathered by the pharmaceutical company GlaxoSmithKline to help hunt for genes linked to drug side effects. The researchers recorded the results alongside the country of origin for each subject as well as that of their parents and grandparents when possible.

For each subject, the researchers decoded half a million SNPs. However, to get an overall assessment of the difference between any two genomes, the researchers used a mathematical trick that scrunched the hundreds of thousands of SNPs into two coordinates, with each person’s genome represented by a point. The greater the distance between two points, the greater the difference in their genomes.

When both teams plotted thousands of genomes on a single graph along with their country of origin, a striking map of Europe emerged. Spanish and Portuguese genomes clustered “south-west” of French genomes, while Italian genomes jutted “south-east” of Swiss.

These cardinal directions are artificial, but the spatial relationships between genomes are not. In general, the closer together two people live, the more similar their DNA. The same is known to be true of animals .

Predicting origins

The map was so accurate that when Novembre’s team placed a geopolitical map over their genetic “map”, half of the genomes landed within 310 kilometres of their country of origin, while 90% fell within 700 km.

Both teams found that southern Europeans boast more overall genetic diversity than Scandinavians, British and Irish.

“That makes perfect sense with the major migration waves that went into Europe,” says Kayser, noting Homo sapien‘s European debut 35,000 years ago, post-ice age expansions 20,000 years ago, and movements propelled by the advent of farming 10,000 years ago. In each case, members of established southern populations struck north.

“A pattern in which genes mirror geography is essentially what you would expect from a history in which people moved slowly and mated mainly with their close neighbours,” says Noah Rosenberg, a geneticist at the University of Michigan in Ann Arbor.

Novembre’s team’s map, showing predicted locations for each of 1,387 individuals based on their DNA. Definitions: AL, Albania; AT, Austria; BA, Bosnia-Herzegovina; BE, Belgium; BG, Bulgaria; CH-I, CH-F, and CH-G denote Swiss individuals who speak Italian, French, or German respectively; CY, Cyprus; CZ, Czech Republic; DE, Germany; DK, Denmark; ES, Spain; FI, Finland; FR, France; GB, United Kingdom; GR, Greece; HR, Croatia; HU, Hungary; IE, Ireland; IT, Italy; KS, Kosovo; LV, Latvia; MK, Macedonia; NO, Norway; NL, Netherlands; PL, Poland; PT, Portugal; RO, Romania; RS, Serbia and Montenegro; RU, Russia, Sct, Scotland; SE, Sweden; SI, Slovenia; SK, Slovakia; TR, Turkey; UA, Ukraine; YG, Yugoslavia.

***

ДНК-локатор для Европы

https://www.gazeta.ru/science/2008/09/01_a_2827658.shtml

Определить «генетическое расстояние» между двумя людьми относительно несложно — можно, к примеру, посчитать общее количество ДНК-локусов, в которых эти два человека отличаются. А вот способов построить двумерный график можно придумать великое множество. Желательно при этом, чтобы положение точек на таком графике соответствовало двум требованиям. Во-первых, насколько это возможно, отражать «генетические расстояние»: две далёкие точки на графике должны соответствовать сильно отличающимся геномам, а две близкие — более или менее похожим. А во-вторых, чтобы группы геномов, отличающиеся от других какой-то группой снипов (притом что внутри группы они могут отличаться по каким-то другим признакам), такой же группой выглядели и на графике: так эти группы будет легче идентифицировать, а новую точку — легче поместить в нужную группу.

Для решения этой не совсем чётко сформулированной задачи существуют немало математических способов; самый распространённый в генетике — метод главных компонент, который позволяет определить такие «оси» в многомерном массиве данных, вдоль которых отличия геномов наиболее заметны. Им и воспользовались Новембр и его коллеги, ограничившись двумя такими осями.

Метод главных компонент
один из основных способов уменьшить размерность данных, потеряв наименьшее количество информации. Изобретен Карлом Пирсоном в 1901 году. Применяется во многих областях, таких как распознавание образов, компьютерное зрение, сжатие данных и...

Разместив на плоскости все без малого полторы тысячи точек, они увидели картину, поразительно напоминающую политическую карту Европы.

Конечно, итоговая карта оказалась не без изъянов. Мало того что индивидуальные геномы расползались далеко за границы стран, им соответствующих. Русские разместились на этом графике среди чехов и поляков, оказавшись куда «западнее» украинцев, а словаки вообще провалились глубоко под Альпы, обнаружившись на самом конце итальянского «сапожка». Впрочем, это может объясняться особенностями скудной выборки тех и других: русских в исходных данных было всего шесть человек, а словак нашёлся и вовсе один.
...
На графике также очень хорошо заметно, что генетическое разнообразие европейцев-южан куда значительнее, чем у северных народов. Эти данные, по мнению самого Новембра, легко объяснить историей заселения людьми Европы. После появления здесь Homo sapiens 35 тысяч лет назад лишь через 15 тысяч лет, с отступлением ледников, произошло первое массовое переселение народов на север, а ещё через 10 тысяч лет, с возникновением сельского хозяйства, на север отправились новые группы южан, которые все эти тысячелетия представляли внушительные, хорошо оформленные популяции.