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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.41.2013.tde-29072013-104146
Documento
Autor
Nome completo
Maria Helena Thomaz Maia
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2013
Orientador
Banca examinadora
Meyer, Diogo (Presidente)
Goldberg, Anna Carla Renata Krepel
Matioli, Sergio Russo
Mingroni Netto, Regina Celia
Santos, Eduardo Jose Melo dos
Título em português
História seletiva e demográfica do MHC na América do Sul: um estudo de populações nativas e urbanas
Palavras-chave em português
Evolução
MHC
Seleção recente
Resumo em português
Um dos maiores desafios em estudos de genética de populações é a diferenciação entre os sinais de diversidade genética resultantes de efeitos estocásticos dos sinais de seleção natural. Neste trabalho, o objetivo central foi inferir a história evolutiva, em termos de demografia e seleção natural, do MHC e alguns de seus genes HLA de classe II (HLA-DRB1, -DQB1 e -DPB1). A primeira estratégia usada foi sequenciar os referidos genes em 14 populações ameríndias e, em conjunto com dados já publicados em outras populações ameríndias e não ameríndias, contrastou-se sua distribuição de alelos, diversidade genética intra e interpopulacional e testes de neutralidade com as mesmas estatísticas obtidas a partir de 54 STR genômicos genotipados para estas mesmas populações. Em nossos resultados verificamos: a) a maior variabilidade dos genes HLA em relação aos STR, b) a menor variabilidade de ameríndios se comparados com não ameríndios e c) correlação das estimativas de FST obtidas de STR com as obtidas dos genes HLA. Esses resultados indicam a ação da demografia como principal responsável pelos padrões encontrados. No entanto, outras evidências sugerem um padrão de diversidade genética que não pode ser explicado por mera ação do acaso, como por exemplo: a) o grande número e dispersão geográfica de alelos privados e/ou mais prevalentes em ameríndios (vinte vezes mais frequentes) para HLA-DRB1, b) a não correlação das estimativas de diversidade genética intrapopulacional obtidas de genes HLA com as obtidas de STR, c) os maiores valores de FST para genes HLA em comparação com o FST de STR e a d) ausência de correlação dos valores de D de Tajima (para HLA) com a estimativa β (para STR). Assim, apesar da grande influência de fatores estocásticos, os sinais de seleção natural são perceptíveis. A segunda abordagem investigou sinais de seleção recente na região do MHC na população miscigenada de Belém do Pará (n=202), utilizando como ferramenta a comparação entre os componentes de ancestralidade estimados para a região do MHC (com sete STR) com os observados no restante do genoma (54 STR) para detecção de desvios na ancestralidade das populações parentais. As proporções de ancestralidade média para os STR em Belém (africana= 0,19, europeia= 0,51 e ameríndia=0,30), foram diferentes das estimadas para os marcadores do MHC (africana= 0,23, europeia= 0,67 e ameríndia=0,11), sendo as diferenças entre as estimativas ameríndia e europeia significativa (Wilcoxon; p<0,0001). Além disso, os valores de FST observados eram maiores entre Belém e Ameríndios, considerando-se os STR do MHC. É possível concluir, portanto, que foi observada uma perda de componente genético ameríndio na região do MHC durante o processo de miscigenação, quando contrastarmos com as estimativas genômicas, sugerindo ação de seleção natural recente. Em conjunto, nossos resultados mostram que tanto a seleção natural como a demografia moldaram a variação genética em genes HLA, e que usando métodos apropriados, incluindo o mapeamento por miscigenação, eventos de seleção natural que ocorreram em escalas de tempo recentes podem ser detectados
Título em inglês
Selective and demographic history of MHC in South America: a study of native and urban populations
Palavras-chave em inglês
Evolution
MHC
Recent selection
Resumo em inglês
One of the greatest challenges on the Genetics Populations Studies is the differentiation among the resulting genetic signs of diversity from the stochastic signs of natural selection. On the present study, the main objective was inferring the evolutive history, in terms of demography and natural selection, from the MHC and some of its HLA class II genes (HLA-DRB1, -DQB1 e -DPB1). The first strategy used was sequentiating the referred genes in 14 Amerindian populations and, in conjunction with data already published in other Amerindian and non-Amerindian populations, we have contrasted its distribution in alleles, intra and inter-populational genetic diversity and neutrality tests with the same statistics obtained from 54 STR genomics genotyped for these same populations. In our results we have verified: a) greater variability of the HLA genes in relation to the STR, b) greater variability of Amerindians, if compared to non-Amerindians and c) correlation of the estimates of FST obtained from STR with the ones obtained from the HLA genes. These results indicate the demography action as the main responsible for the found patterns. However, other evidences suggest a pattern of genetic diversity that can't be explained only by chance, as for example: a) the great number and geographic dispersion of the private alleles and/or more prevalent in the Amerindians (twenty times more frequent) for HLA-DRB1, b) a non-correlation of the estimates on interpopulational genetic diversity obtained from HLA genes with the ones obtained from STR, c) greater values of FST for the HLA genes, in comparison with the FST of STR and d) absence of correlation on the D values of Tajima (for HLA) with β estimates (for STR). So, despite the great influence of stochastic factors, the signs of natural selection are perceptible. The second approach investigated signs of recent selection in the MHC region of the admixture population of Belém do Pará (n=202), using as tool the comparison between the ancestrality components estimated for the MHC region (with seven STR) with the ones observed on the remaining genome (54 STR) for the detection of deviations on the ancestrality of the parental populations. The medium ancestrality proportions for the STR in Belém (African=0,19, European=0,51 and Amerindian=0,30), was different from the estimates for the MHC markers (African=0,23, European=0,67 and Amerindian=0,11), being significative the differences between Amerindian and European estimates (Wilcoxon; p<0,0001). Furthermore, the FST values observed were greater between Belém and the Amerindians, considering the STR from the MHC. It's then possible to get to the conclusion that a loss in Amerindian genetic component was observed in the MHC region during the miscegenation process, when contrasted with the genomic estimates, suggesting recent action of natural selection. In whole, our data show that even natural selection as demography have molded the genetic variation in the HLA genes, and by using the appropriated methods, including the miscegenation mapping, natural selection events occurred in recent time scales can be detected
 
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MaHelena_Maia.pdf (5.25 Mbytes)
Data de Publicação
2013-08-12
 
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