Rodoslovje s pomočjo genetike

 
 

Ugo A. Perego, MS, Ryan E. Swapp, BS, Natalie M. Myres, MS, Jayne E. Ekins, BS, Scott R. Woodward, PhD

 

Uvod

Vsakdo ima prednike. Ne ve pa vedno vsakdo, kdo so in od kod. Pri rodoslovnih raziskavah se včasih srečujemo z zapletenimi situacijami, ki so posledica selitev, posvojitev, nezakonskih rojstev in podobnega. Nemalokrat je gradivo za rodoslovne raziskave izgubljeno, uničeno, nezanesljivo ali pa sploh ni bilo vodeno. Posledica tega je, da posameznik včasih ne ve niti iz katere dežele je bil njegov prednik. Je kakšen način, da bi v takih primerih vzpostavili povezavo z biološkim prednikom? Nekaj upanja pri iskanju odgovora na to vprašanje odpira molekula DNK.

Trenutno je v teku genetska rodoslovna raziskava, pri kateri uporabljajo molekulo DNK, izvaja pa jo Sorensonova ustanova za molekularno rodoslovje (Sorenson Molecular Genealogy Foundation – SMGF), neprofitna organizacija iz ZDA. Raziskava je znana pod imenom Molekularna rodoslovna raziskava (Molecular Genealogy Research Project – MGRP). Za to raziskavo je potrebno najprej zgraditi zelo veliko in dovolj popolno podatkovno bazo s povezanimi rodoslovnimi in genetskimi podatki iz vsega sveta. Ta podatkovna zbirka bo kasneje uporabljiva rodoslovcem pri njihovih raziskavah.

V okviru tega, na svetovni ravni zastavljenega širjenja rodoslovne in genetske podatkovne baze, je Sorensonova ustanova navezala stik z Inštitutom za varovanje zdravja Republike Slovenije (IVZRS). Ryan Swapp, Američan, ki je dobitnik prestižne Fullbrightove štipendije za raziskovalno delo v Sloveniji, je za ta namen gost IVZRS in deluje kot neodvisni izvajalec v okviru obeh ustanov. Njegova naloga je zbiranje potrebnih podatkov, ki bodo v Sorensonovi ustanovi obdelani in dani na razpolago za objave strokovnjakom IVZRS. Z Ryanom Swappom s strani IVZRS po strokovni strani sodeluje mag. Maruška Vidovič. Raziskavo je odobril Odbor za medicinsko etiko Republike Slovenije.

Kaj je molekula DNK?

Deoksiribonukelinska kislina (DNK) je genetsko gradivo, ki vsebuje vse genetske informacije živih organizmov in vsebuje vse dedne značilnosti. Človekov genom (DNK) je njegova genetska kopija in jo sestavlja skoraj štiri milijarde kemičnih parov. DNK najdemo predvsem v celičnem jedru v tvorbah, ki jih imenujemo kromosomi: 23 teh prejmemo od očeta in 23 od matere. Od skupno 46 kromosomov imamo dva spolna kromosoma (kromosom X in Y), preostale kromosome s skupnim imenom označimo kot avtosomalni kromosomi. Poleg jedrne DNK je genetsko gradivo tudi znotraj mitohondrijev, v organelih, ki v citoplazmi celico oskrbujejo z energijo. Te genetske sestavine vsebujejo vse potrebne informacije za nastanek in ohranjanje življenja. Barva oči, telesna višina, nagnjenost k obolevnosti so samo nekatere lastnosti, ki jih določa dedni zapis v naših celicah.

Kaj je molekularno rodoslovje?

DNK se prenaša iz generacije v generacijo. Del teh informacij se prenese skoraj nespremenjen, nekaj pa je bolj ali manj preurejenih. Način dedovanja iz staršev na potomce ustvarja neprekinjeno genetsko povezavo med generacijami, kar se lahko izkoristi pri rodoslovnih raziskavah. Molekularno rodoslovje odpira novo možnost pri rodoslovnem delu, če genetske podatke povežemo s klasično rodoslovno evidenco. Ker smo genetsko gradivo podedovali od svojih prednikov, imajo tudi naši sorodniki del enakega gradiva. Bližnji sorodniki imajo več enakega genetskega gradiva, bolj oddaljeni manj. Člani družine imajo torej več skupnega genetskega gradiva kot tisti, ki niso člani družine. Še drugače: čeprav je dedni zapis za vsakega posameznika edinstven, je pri potomcih istih prednikov možno najti podobne odseke molekule DNK. Molekularno rodoslovje lahko s pomočjo dednega zapisa pokaže na sorodstveno povezanost med posamezniki, družinami, rodovi in populacijami (prebivalci določenega področja).

Kako se izvaja molekularno rodoslovje?

Iz vzorcev, ki jih posredujejo prostovoljci, se v laboratoriju izloči DNK. Genetsko gradivo je mogoče zbirati na različne načine. Sorensonova ustanova uporablja preprosto zbiranje sline iz ust oziroma bris bukalne sluznice (GenetiRinse). Vsak vzorec se analizira na približno 250 odsekih (lokusih) DNK, ki se nahajajo na različnim mestih genoma. Tako dobljena genetska informacija se doda dajalčevim rodoslovnim podatkom. Rodoslovni podatki so datumi in kraji rojstva za prednike, rojene v zadnjih 100 letih. Osebni podatki so po 100 letih uporabni brez omejitev in se lahko uporabljajo za rodoslovne namene. Imena dajalcev se zaradi varovanja zasebnosti kodirajo. Med prirejanjem genetskih označevalcev rodoslovnim informacijam (to je krajem in datumom rojstva) in z medsebojnim primerjanjem, se bodo oblikovale skupine s podobno genetsko dediščino. Govorimo o specifičnih populacijah. Ta postopek bo omogočil izdelavo genetskega zemljevida sveta v določenem časovnem obdobju. Posamezniki, ki so pri svojem rodoslovnem raziskovalnem delu obtičali pred nerešljivo situacijo, bodo genetski zemljevid lahko uporabili za sledenje svojih prednikov v času in prostoru. Ta cilj bo dosegljiv postopoma. V začetku se bodo podatki uporabljali za prepoznavanje genotipov, najdenih v velikih populacijah. S povečevanjem podatkovne baze pa se bodo te delile na podskupine (subpopulacije), klane, rodove in končno v družine.

Kromosom Y

Večina dednih vzorcev je zapletenih in jih ni lahko razložiti. V primerjavi z njimi se mitohondrijska DNK (mtDNK) in kromosom Y prenašata iz staršev na potomce po preprostem vzorcu dedovanja in ostajata bolj ali manj nespremenjena iz generacije v generacijo. Zato sta genetski metodi, pri katerih preučujemo kromosom Y in mtDNK, dokaj razumljivi. Ti dve metodi sta trenutno na razpolago rodoslovcem in sta zanesljivi za določanje določenih tipov sorodstvenih odnosov.

Kromosom Y je prisoten samo pri moškem spolu in ohranja strog dedni vzorec, pri katerem se vedno prenaša od očeta na sina v nespremenjeni obliki. Zaradi teh dednih lastnosti je  kromosom Y lahko dragoceno orodje pri raziskovanjih oseb z enakim priimkom[1]. Stotine takih raziskav je že v teku[2] in vsak teden jih je več. Analiza  kromosoma Y je bila izdatno publicirana že leta 1998 v primeru[3]Jefferson-Hemings in v študiji judovskih svečenikov s priimkom Cohen[4].

Mitohondrijska DNK

Tudi mitohondrijska DNK, podobno kot kromosom Y, sledi strogim zakonitostim dedovanja in ostaja razmeroma nespremenjena iz generacije v generacijo. Za razliko od kromosoma Y, se prenaša po materini liniji in sicer od matere na vse otroke, samo hčerke pa jo prenašajo na naslednjo generacijo. Na mtDNK temelječe genetske raziskave se uporabljajo pri odkrivanju skupnega ženskega prednika dveh ali več oseb. Taka analiza je bila npr. uporabljena za dokazovanje posmrtnih ostankov, ki so jih pripisovali ruskemu carju Nikolaju II. in članom njegove družine, ki so bili ubiti leta 1918[5]. Iz posmrtnih ostankov izolirano mtDNK so primerjali z mtDNK še živečih sorodnikov po materini liniji in na ta način dokazali sorodstvo. Podobno študijo so pred nedavnim opravili za dokazovanje prisotnosti izvirnega ameriškega prednika po izključno materini liniji[6].

Avtosomalni kromosomi

Kromosom Y in mtDNK sta v rodoslovnih raziskavah razmeroma lahko uporabni, saj sta le malo podvrženi rekombinaciji in sledita strogim dednim vzorcem. Vendar pa kromosom Y in mtDNK  vsebujeta manj kot 1% celotnega genoma posameznika. Zato ima njuna uporaba v rodoslovju za posledico resne omejitve pri iskanju prednikov. V petih generacijah lahko po teh dveh metodah določimo samo dva od šestnajstih pra-pra-starih staršev (slika 1). Za boljšo uporabo genetike v rodoslovnih raziskavah je posebej pomembno, da uporabimo še preostale kromosome, kjer najdemo večino genetske zgodovine posameznika.

 

Na sliki 2 je prikazan primer rekonstrukcije genetskega zapisa prednika z uporabo DNK njegovih živečih potomcev. Imena so v tej predstavitvi izpuščena zaradi varovanja zasebnosti. S kvadrati so predstavljeni moški, s krogi ženske. Črni kvadrati in krogi predstavljajo živeče osebe, ki so prispevale vzorec DNK. V prikazanem primeru je bil haplotip prednika (oseba 1) rekonstruiran na treh lokusih oziroma odsekih kromosoma 20. Haplotip '209-172-298', ki je prikazan v belih pravokotnikih se je ohranil v osmih generacijah te družine. Ker se je to genetsko zaporedje ohranilo pri potomcih dveh mater (oseba A in oseba B) in je edini skupni prednik oseba 1, lahko izključimo vse druge kot vir skupnega haplotipa. Z veliko zanesljivostjo je to genetski zapis (podpis) osebe 1 na kromosomu 20. Ta enostaven primer pokaže kako zelo so v rodoslovju uporabni avtosomalni kromosomi in ne le kromosom Y ter mtDNK. Zelo velike in popolne podatkovne zbirke omenjenega projekta (MGRP) z rodoslovnimi in genetskimi podatki se lahko uporabijo kot referenčni ali primerjalni vzorci, saj lahko posamezen haplotip povežemo povežemo s specifičnimi populacijami ali družinami.

Podatkovna zbirka

V treh letih so desettisoči prostovoljcev sodelovali in oddali biološki vzorec in izvod svojega rodovnika. Ti vzorci so pretežno iz ZDA. Vzorčenje je potekalo tudi v Oceaniji, Evropi, Južni Ameriki in Srednjem vzhodu. MGRP mora najprej zgraditi reprezentativno zbirko soodvisnih genetskih in rodoslovnih podatkov, ki zastopajo različne svetovne populacije. V ta namen je Sorensonovi ustanovi potrebno še nekaj stotisoč vzorcev iz celega sveta. Podatkovna datoteka se bo gradila, dokler ne bodo vse svetovne populacije rodoslovno in genetsko zadostno predstavljene. Z ozirom na zastavljen obseg projekta bo za to potrebnih nekaj let. V tem času se v okviru rednega programa pričakuje mnogo odkritij in s tem povezanih možnosti za rodoslovne raziskave. Sodelujoči ne bodo v začetni fazi projekta zaradi kriterija zaupnosti dobili nobenih povratnih osebnih informacij. Namesto tega pa bodo imeli dostop do objavljivih delov celotne zbirke, ko bo ta pripravljena.

Slovenija

Sodelovanje z IVZRS je edinstvena priložnost za Slovenijo in za Sorensonovo ustanovo. Za obe strani bo to priložnost dokazovanja pravilnosti znanstvenih konceptov in njihove uporabnosti pri pridobivanju dodatnih spoznanj o rodoslovnem in antropološkem izvoru Slovencev. Sodelujoči zaradi zaupnosti ne bodo dobili povratnih informacij. Namesto tega pa bo nastajajoča Sorensonova podatkovna zbirka dostopna vsem. Zasebne informacije ne bodo objavljene. Dosegljivi podatki pa bodo uporabni v situacijah kot: slepa ulica v rodoslovnih raziskavah, odkritje primerov posvojitve in manjkajočih ali nezanesljivih podatkov. Zaradi zagotavljanja uspeha projekta in kakovosti nastajajoče podatkovne zbirke bodo lahko sodelovali samo tisti, ki imajo dokumentiran svoj rodovnik.

Ryan Swapp bo projekt predstavil na predavanjih in zbiral vzorce 25.11.03. na sestanku Slovenskega rodoslovnega društva. Občasno bo tudi prisoten na njihovih sestankih, ki so dvakrat mesečno. V projektu lahko sodelujejo vsi, ki so starejši od 18 let in predložijo svoj rodovnik v rokopisni ali tiskani obliki ali v računalniški GEDCOM datoteki. Zaželeno je, da sodeluje več članov iste družine. Za sodelovanje zadostuje rodovnik štirih generacij prednikov, dobrodošli pa so še bolj popolni rodovniki. Sodelovanje je prostovoljno in neplačano. Zaupnost je zagotovljena. Sorensonova ustanova bo poskrbela za vso potrebno opremo pri zbiranju vzorcev. Tisti, ki bi o projektu želeli izvedeti več ali bi želeli sodelovati, se lahko obrnejo na:

Ryan Swapp

Trubarjeva 2

1000 Ljubljana

070-511-383 ali na IVZRS 01-244-1534.

Ta e-poštni naslov je zaščiten proti smetenju. Za ogled potrebujete Javascript, da si jo ogledate.

Informacije o projektu so v angleškem jeziku dostopne tudi na: www.smgf.org



 Ugo Perego, Natalie Myres, Jayne Ekins and Scott Woodward are members of the Sorenson Molecular Genealogy Foundation team. Scott Woodward is also a fulltime professor of Molecular Biology at Brigham Young University, Provo, Utah (USA). Ryan Swapp is a Fulbright Fellow, guest of the IPHRS, and the corresponding author.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

Main page Contacts Search Contacts Search