Genetikai vizsgálatok a családkutatás szolgálatában

Dr. Imre Sándor 2018. március Az alábbiakban lényegi áttekintést és tanácsokat kívánunk adni a témában még járatlanok számára az elinduláshoz és az első eredmények értelmezéséhez. Nem célunk a DNS-teszteléssel foglalkozó egyik céget sem reklámozni és nem törekszünk a teljességre sem a témakörrel foglalkozó források, weboldalak, szervezetek megemlítésekor. Ugyanakkor örömmel veszünk minden olyan kiegészítést, melyet beépítve a dokumentumba, annak használhatóságát növeli.

Tartalomjegyzék

DNS gyorstalpaló
Autoszomális tesztek
Y-kromoszómás (apai) tesztelés
Mitokondriális (mtDNS) tesztelés
Mire jó és mire nem a DNS teszt
Tesztelés menete és cégek
DNS eredményeink elemzése – feltöltése más oldalakra
Az eredmények értelmezésében mélyebbre hatolni vágyok számára néhány link

DNS gyorstalpaló

Az emberi tervrajz a DNS kettős spirál, aminek szálain négyféle aminosav (Adenin, Guanin, Citozin, Timin) követi egymást, alkotják az ún. genetikai kódot. Ezt a kódot az emberi sejtek 23 kromoszómapárba szervezve tárolják, ezekből egy nemi. Férfiaknál a nemi kromoszómapár XY, ahol az Y az apától származik, nőknél XX, mindkettő az anyától jön. A hím és női ivarsejtek létrejötte során az adott egyén nem nemi, azaz testi (autoszomális) apai és anyai kromoszóma szakaszai keverednek, ezt adják át örökségül a gyermekeiknek.
A genetikai kód betűi (A,C,G,T) időnként megváltoznak, ezt hívjuk mutációnak. A mutációk pedig továbbadódnak a következő generációknak, így az egymással rokoni kapcsolatban álló személyek ugyanazokat a mutációkat hordozzák. A DNS tesztelés során ezért nem a teljes genetikai kódot azonosítják, csak a jellemző mutációs pontokat/szakaszokat vizsgálják. Értelemszerűen, minél több az egyezés, annál közelebbi a rokonság foka.

A rokoni kapcsolatok kutatása szempontjából alapvetően kétféle mutációt szoktak figyelembe venni.

SNP (Single Nucleotide Polymorphisms): ez nem más, mint egy betű megváltozása egy adott ponton a genetikai kódban.
STR (Short Tandem Repeat, STR): a DNS kód egy adott szakasza egymás után többször ismétlődik. Az ismétlődések azonos száma támpont lehet a rokonság szempontjából.

Kromoszómapár, SNP-k és aminosavak

Érdekességek:

Az ember genetikai kódja 98%-ban megegyezik a csimpánzéval.
Két tetszőleges ember esetében átlagosan 99,5% az egyezés!!!
A DNS hossza nem feltétlen arányos a tulajdonos összetettségével/fejlettségével. Pl. van olyan egysejtű, aminek a DNS-e 200-szorosa az emberének.
A tudomány mai állása szerint az emberi DNS nagyjából 2 százaléka bír hasznos kódolási funkcióval, a több az evolúció során halmozódott fel és vesztette el funkcióját.

Autoszomális tesztek

Autoszomális teszteknél a testi kromoszómákat vizsgálják (pontosabban azok alkalmasan választott részeit).
A gyermek egy adott testi kromoszómapár egyik felét az anyától, másik felét az apától kapja – ezt hívjuk rekombinációnak –, tehát elvben a testi kromoszómáink valamennyi ősünktől tartalmaznak elemeket. Mivel a rekombináció során alapvetően véletlenszerűen kapjuk szüleink örökségét, ezért az egypetéjű ikrek kivételével a testvérek csak 50%-ban egyeznek egymással genetikailag, és minden generáció felezi ezt az egyezést. Ezzel együtt azonban információvesztés is történik a szülői génállományra vonatkozóan a rekombináció során. Emiatt idővel kieshetnek a távoli ősök hagyatékai. Kis túlzással az autoszomális tesztre tekinthetünk úgy mint ismerkedésre (szinte) valamennyi ősünkkel, de mindegyikkel csak kis mértékben. Például 10 generációra visszanézve, az akkor élt 1024 ősünk mindegyike nagyjából 1/1000 részével járul hozzá a genetikai kódunkhoz.

Az autoszomális teszt során a testi kromoszómák néhány százezer SNP pontját azonosítják be, és ez alapján keresnek egyezéseket más személyek mintáival. Mivel a DNS szakaszokban rekombinálódik, a közeli SNP-k jó eséllyel együtt örökítődnek, azaz minél hosszabb egy egybefüggő szakasz, annál nagyobb az esélye, hogy a következő örökítéskor csak egy kisebb része megy egyben tovább, azaz minél hosszabbak két kromoszóma közös szakaszai annál kevesebb számú örökítésen mentek át, azaz közelebbi a rokonság. Ezért fontos a közös szakaszok össz hossza (centiMorgan-ban [cM] mérve) mellett a leghosszabb szakasz mérete.

A rekombináció miatti információvesztés következtében az autoszomális teszt a jelenből visszafelé segít a rokonok fellelésében néhány száz évre visszamenőleg. Ennél régebbi mintákkal már olyan kicsik az egyezések, hogy azok teljesen véletlenül a statisztikai törvényeinek engedelmeskedve is létrejöhetnek.

Nagyon fontos szem előtt tartanunk – mert könnyen félrevezethet –, hogy a cégek a jelenlegi populációkkal vetik össze a DNS eredményünket (az, hogy hány ilyen referencia populációt használnak, cégenként eltérő lehet). Tehát a referencia személyek napjainkban éltek/élnek, nem az ősmagyar/ősangol populációt képviselik, hanem egy hosszú idejű, adott régióra vonatkozó keveredés eredményét. Mindazonáltal az autoszomális vizsgálat alapján kapott referenciapopulációra vonatkozó százalékok közvetve utalnak a felmenők nációira is.

Y-kromoszómás (apai) tesztelés

során a férfi nemi kromoszómát elemzik. Mivel ez csak apáról fiúra öröklődik, a tesztet csak férfiak végezhetik. Nyilvánvalóan a férfi rokonoknak azonos eredményt kell kapniuk. Lényege, hogy az apánk, apjának apjáról „Ádámig” bezárólag tudhatunk meg információkat. Tehát szemben az autoszomális vizsgálattal itt egyetlen felmenő ágról kapunk információkat, ez az ág viszont visszakövethető elvben az afrikai közös ős „Ádámig”. Azaz Y-kromoszómás eredmények a múltból közelítenek a ma felé és sok tízezer évet ölelnek fel. „Ádámtól” indulva a mutációk pedig továbbadódtak a következő generációknak, így kirajzolódik az ún. filogenetikai fa. A fa ágait az ún. haplocsoportok alkotják A-val kezdődően. A régészeti leletek genetikai vizsgálatával sikerült megrajzolni az emberiség vándorlását a Földgolyón! Igaz, az újabb és újabb eredmények rendre átrajzolják ezt a fát  A haplocsoportokat az SNP-k alapján definiálják, de ezzel az eredménnyel jól korrelál az STR vizsgálat eredménye, így a gyakorlatban először STR vizsgálattal megbecslik a haplocsoportot, majd ez alapján célzottan vizsgálják a szóba jöhető SNP-k meglétét.
A haplocsoportok történelmi vonatkozásainak az EUPEDIA weboldalán érdemes utánanézni:
https://www.eupedia.com/europe/Haplogroup_I2_Y-DNA.shtml

Egyes esetekben akár a Kr.u. néhány 100-ig is eljuthatunk „Ádámtól” és nyomon követhetjük apai felmenőink útját és mely kultúrák tagjaként élték életüket.

Y-kromoszómás és mitokondriális filogenetikai fa – EUPEDIA

Az interneten találhatók az emberiség vándorlásának és az egyes haplocsoportok kapcsolatát bemutató ábrák is:
https://ve09orig.wordpress.com/tag/phylogenetic-tree/

Vigyázat! Könnyen azt gondolhatnánk, hogy a férfi alapú családnév öröklésnek köszönhetően az azonos vezetéknevűeknek vagy ezen belül egy csoportnak feltétlen megegyezik az Y-kromoszómás eredménye. Genetikailag így is kellene lenni, de ne feledkezzünk meg az örökbefogadásról és más, az illendőséget szem előtt tartva itt csak körülírható történetekről, melyek eltérő teszt eredményre vezetnek. Mindenesete

Az I2a2 haplocsoport elterjedése – EUPEDIA

Mitokondriális (mtDNS) tesztelés

A mitokondriumok a sejtek energiatermelő egységei, melyek valaha külön sejtek voltak, de idővel integrálódtak más sejtekbe. Így saját DNS-sel rendelkeznek, melyeket csak az anyák örökítik. Az mtDNS 16,569 bázispárt tartalmaz, ami az emberi genetikai kód csupán 0,000005%-a! Ráadásul nagyon lassan változik, így alkalmas az anyai vérvonal követésére a régmúltba, illetve annak megállapítására, hogy két személy egy ősanyától származik-e, de a rokonság fokát nem adja meg. Az mtDNS anyáról gyerekére öröklődik, de csak nők adják tovább, viszont nők és férfiak is tesztelhetik.

Az mtDNS evolúciós változását is haplocsoportokba szervezve tartják nyilván, de az elnevezési rendszer független az Y-kromoszómás haplocsoportoktól.

mtDNS filogenetikai fa: http://www.phylotree.org/

A haplocsoportok történelmi vonatkozásainak az EUPEDIA weboldalán érdemes utánanézni:
https://www.eupedia.com/europe/Haplogroup_H_mtDNA.shtml

Az interneten találhatók az emberiség vándorlásának és az egyes haplocsoportok kapcsolatát bemutató ábrák is:
http://www.grantner.com/genealogy/grantnerDNA/DNAmtdnamigration.html/

Mire jó és mire nem a DNS teszt

Fontos szem előtt tartanunk, hogy a DNS teszteléssel kapott eredmények értelmezése statisztikai alapon történik, azaz minden megállapítás helyessége a 0-100% skálán mozog, és gyakorlatban nagyon ritkán éri el a teljes bizonyosságot. Ebből következően a DNS tesztelés hasznos, de nem egyedüli eszköze a múltbéli kapcsolatok feltárásának. Példa: egy osztályban a gyerekek átlagmagassága alkalmas jellemző lehet a fogasok felszerelésekor, holott lehet, hogy egyetlen gyereknek sem egyezik meg a magassága az átlaggal.

Segítségével megerősíthetjük az anyakönyvi kivonatokra és más történelmi dokumentumokra épített családfánk helytállóságát, de nem bizonyíthatjuk, hogy őseink a honfoglaló magyarokkal érkeztek, vagy épp valamelyik királyunk leszármazottai vagyunk.

Adott esetben – ahogy alább látni fogjuk – eddig ismeretlen rokonokra is bukkanhatunk vagy akár új keresési irányokat jelölhet ki egy 10% feletti ázsiai vagy afrikai genetikai örökség.

A géntechnológia dinamikus fejlődésével és elterjedésével csökken az ára, nő az élő tesztelők száma, sőt a tesztelt régészeti leletek száma is. Ennek hasznos következménye, hogy

a mintaszám növekedésével nő a modellek becsléseinek pontossága és
a fellehető ismeretlen rokonok száma.

Ugyanakkor azzal is jár, hogy a filogenetikai fát időről-időre átrajzolják a szakemberek, ami hatással lehet az őseinkről alkotott képnek. Nem is oly rég azonosítottak egy önkéntes afroamerikai tesztelőnél olyan Y-kromoszómás mintát, ami nem illeszkedett az eddig „Ádámnak” gondolt legősibb leszármazási vonalhoz, azaz „Ádámot” visszább kellett tenni időben és az illetőnek új ágat kellett nyitni egészen a fa tövénél. Tanulság, 1-2 évente érdemes megnézni, hogy hol is vagyunk a női és férfi filogenetikai fán aktuálisan.

Érdemes a híreket is figyelni, mert egy-egy publikációból könnyen kinyerhetünk olyan információkat, melyekkel akár az árpád-házi királyokkal vagy más királyi családokkal, vagy honfoglaló eleinkkel, vagy kőkorszaki potenciális őseinkkel is összevethetjük a saját mintánkat.
https://www.eupedia.com/forum/threads/25236-Haplogroups-of-European-kings-and-queens

Az EUPEDIA oldalán pedig a haplocsoportunk alapján hírességeket is összegyűjtöttek számunkra.

Ahogy a legtöbb családfa, úgy a DNS tesztek is alapvetően azt erősítik meg, hogy a Kárpát-medence központi elhelyezkedéséből és kedvező viszonyaiból adódóan egy nagy olvasztótégely volt évezredeken át, és a ma itt élők bár más-más nyelvet beszélnek, valójában rokonai egymásnak (genetikailag biztosan, lelkileg nem annyira…).

Tesztelés menete és cégek

Számos cég kínál DNS tesztelési lehetőséget (némelyiknek van magyar nyelvű felülete is!). A teljesség igénye nélkül:
www.ancestry.com/
www.myheritage.hu/
www.familytreedna.com/
www.23andme.com
www.dna-worldwide.com/ stb.

Az alábbi linkeken DNS tesztelő cégeket összehasonlító elemzések olvasható angolul:
https://www.top10dnatests.com/rankings/best-dna-tests/
https://www.eupedia.com/genetics/which_ancestry_dna_test_to_choose.shtml

Ezzel megegyezően a saját tapasztalatom is az volt, hogy autoszomális tesztben az Ancestry biztosítja a legrészletesebb eredményt.

Fontos tisztában lennünk azzal, hogy a tesztek során nem a teljes génállományt, hanem annak egy alkalmasan választott részhalmazát határozzák meg.

A DNS teszteléshez szükséges mintavétel fájdalommentes és magunknak kell elvégezni. Praktikusan egy vattás pálcikával vagy egy műanyag csőbe kell nyálmintát adni és ezt visszaküldeni borítékban a cégnek. (Van olyan cég, amelyik válaszborítékot is küld a csomagban és van, amelyiknél nekünk kell állni a postázás költségét.)

A cégek egy része csak autoszomális, mások Y-kromoszómás és mtDNS tesztelést is kínálnak. Ennek annyiban van jelentősége, hogy ha az autoszomális teszt után további tesztek mellett döntünk, akkor az utóbbi esetben nem kell új mintát küldenünk, ami időben és pénzben is megtakarítást jelent. Kezdeni mindenképpen az autoszomális teszttel érdemes.

A cégek rendszeresen hirdetnek akciókat (Karácsony, Valentin-nap, stb.), amikor komoly kedvezményekkel kínálják a teszteket!

DNS eredményeink elemzése – feltöltése más oldalakra

Állításaik szerint a DNS tesztet készítő cégek bizalmasan kezelik az eredményeinket. Ugyanakkor le is tölthetjük azokat saját gépünkre, de ebben az esetben a cég további felelősséget nem vállal a bizalmas kezelésért.

A cégek az adott teszt mintáit a korábbi tesztekből összeállított adatbázisokkal vetik össze saját matematikai modellek alapján. Az így kapott eredményt grafikus és/vagy szöveges formában bocsátják rendelkezésünkre. Itt újra hangsúlyozzuk, hogy az autoszomális tesztek a jelenlegi népességcsoportokból vett mintákkal hasonlítják össze az eredményünket.

Autoszomális eredmény példa (FTDNA)

A DNS tesztelés mellett többnyire családfa programokat és a többi felhasználóval/előfizetővel való kapcsolatfelvételt is biztosítják a cégek. A bizalmasság megőrzése miatt általában csak a feltehetőleg rokoni kapcsolatban állókkal van lehetőségünk kapcsolatba lépni.
Egyeseknél ún. projektek is futtathatók az azonos genetikai hátterű (pl. haplocsoport, vezetéknév, stb.) közösségek számára. Ezek a közösségek nagyon hasznosak tudnak lenni a felhalmozott tudás és tapasztalat megosztása révén.

Tekintettel arra, hogy a cégek a saját építésű adatbázisaik alapján elemzik az eredményeinket és ezek az adatbázisok nyilvánvalóan korlátosak és az alkalmazott matematikai modellek is egyediek. Ezen korlátokat haladják meg azok a weboldalak, ahová mi magunk tölthetjük fel a DNS eredményeinket és végezhetünk többféle modell szerinti elemzést (pl. gedmatch.com), illetve kereshetünk rokoni kapcsolatra utaló hasonló eredménnyel rendelkezőket. Itt elvben bárkivel felvehetjük a kapcsolatot nemcsak a rendszer által felkínált potenciális rokonokkal. Ezek tipikusan önszerveződő közösségek és deklaráltan nem feltétlenül professzionális szakemberek állnak a hátterükben, ugyanakkor a nagyszámú motivált tagnak köszönhetően számos érdekes/hasznos információ gyűlik össze (pl. régészeti leletekből gyűjtött DNS mintákkal is összevethetjük a sajátunkat.). Adataink bizalmas kezelését ezen weboldalak is ígérik.

A cégek jó része az adatbázis bővítés érdekében lehetővé teszi, hogy ingyenesen feltöltsük másutt készült autoszomális eredményünket és összevetik a saját adatbázisukkal. Ez is módja lehet, hogy árnyaltabb képet kapjunk genetikai örökségünkről.

Y-kromoszómás eredményekkel az ysearch.com oldalon is érdemes próbálkozni.

Összevetés régészeti leletekkel a gedmatch.com-on