Lack of association between genetic polymorphisms in IGF1 and IGFBP3 with twin births in a Brazilian population (Cândido Godói, Rio Grande do Sul)

Insulin-like growth factor (IGF-1) is an important peptide hormone involved in the reproduction and fetal development of mammals, and it is suggested that it may influence the human twinning rate. This study aimed to test such possible association, investigating the genetic polymorphisms IGF1 (CA)n and IGFBP3 rs2854744 in the population from Candido Godoi (CG), a small city located in the South of Brazil that has a high prevalence of twin births. A case-control study was performed comprising a total of 39 cases (representing about 40% of the mothers of twins who were born in CG after 1995) and 214 controls (mothers of non-twin children), 97 of whom were living in CG while 117 were living in Porto Alegre. DNA was extracted from blood leucocytes and genotyping was performed. According to the statistical analyses, there was no significant difference in the frequencies of both studied genetic polymorphisms when comparing case group with control group. Thus, our results pointed to a lack of association between IGF1 (CA)n and IGFBP3 rs2854744 polymorphisms and twin births in CG, but further investigations in other populations with different characteristics must be performed to confirm the role of IGF-I in human twinning

How strong was the bottleneck associated to the peopling of the Americas? New insights from multilocus sequence data

In spite of many genetic studies that contributed for a deep knowledge about the peopling of the Americas, no consensus has emerged about important parameters such as the effective size of the Native Americans founder population. Previous estimates based on genomic datasets may have been biased by the use of admixed individuals from Latino populations, while other recent studies using samples from Native American individuals relied on approximated analytical approaches. In this study we use resequencing data for nine independent regions in a set of Native American and Siberian individuals and a full-likelihood approach based on isolation-with-migration scenarios accounting for recent flow between Asian and Native American populations. Our results suggest that, in agreement with previous studies, the effective size of the Native American population was small, most likely in the order of a few hundred individuals, with point estimates close to 250 individuals, even though credible intervals include a number as large as ~4,000 individuals. Recognizing the size of the genetic bottleneck during the peopling of the Americas is important for determining the extent of genetic markers needed to characterize Native American populations in genome-wide studies and to evaluate the adaptive potential of genetic variants in this population

Decifrando o “mistério dos gêmeos”: Vinte anos de pesquisa em Cândido Godói, Rio Grande do Sul

Cândido Godói (CG) é um pequeno município brasileiro localizado no noroeste do Rio Grande do Sul e é conhecido como “Cidade dos Gêmeos” devido à alta taxa de nascimentos gemelares na região. Diante de um fato tão notável, muitas explicações foram sugeridas. Entre estas teorias, a que mais recebeu atenção da mídia, mesmo sem base científica, foi a de que a gemelaridade seria fruto de experimentos de um médico nazista alemão foragido após a Segunda Guerra Mundial. A convite da própria comunidade de CG, nosso grupo de pesquisa trabalha para resolver este mistério desde 1994, analisando diferentes fatores possivelmente relacionados, em especial suas características genéticas. Aqui, nós sumarizamos os principais resultados obtidos em mais de duas décadas de pesquisa, com foco nas particularidades do processo de comunicação dos resultados, aspectos éticos e como os achados científicos naquela comunidade contribuem não apenas com a resolução de um mistério histórico e local, mas também com o estudo de outras questões, como a reprodução humana e as bases biológicas da gemelaridade.Palavras-chave: INaGeMP; gêmeos; efeito fundador; isolamento reprodutivo; fertilidade; genética médica populaciona

Population medical genetics : translating science to the community

Rare genetic disorders are currently in the spotlight due to the elevated number of different conditions and significant total number of affected patients. The study of these disorders is extremely helpful for the elucidation of physiological processes related with complex disorders. Isolated populations are instrumental for the study of genetic disorders, considering their homogeneity and high proportion of affected patients in a small geographic area. These favorable conditions lead to the creation of a new discipline, known as "population medical genetics", which integrates medical genetics, population genetics, epidemiological genetics and community genetics. In order to develop practical activities in this new discipline, the National Institute of Population Medical Genetics (INaGeMP) was created in 2008 in Brazil. INaGeMP has developed several tools and funded numerous research activities. In this review, we highlight three successful projects developed in the first 10 years of INaGeMP activities (2008-2018): a newborn screening pilot study for MPS VI in Northeast Brazil, the study of Machado-Joseph disease in Brazilian families with Azorian ancestry, and the high twinning rate in a small town in southern Brazil. The results of these projects in terms of scientific output and contributions to the affected communities highlight the success and importance of INaGeMP

Twin Town in South Brazil: A Nazi's Experiment or a Genetic Founder Effect?

Cândido Godói (CG) is a small municipality in South Brazil with approximately 6,000 inhabitants. It is known as the “Twins' Town” due to its high rate of twin births. Recently it was claimed that such high frequency of twinning would be connected to experiments performed by the German Nazi doctor Joseph Mengele. It is known, however, that this town was founded by a small number of families and therefore a genetic founder effect may represent an alternatively explanation for the high twinning prevalence in CG. In this study, we tested specific predictions of the “Nazi's experiment” and of the “founder effect” hypotheses. We surveyed a total of 6,262 baptism records from 1959–2008 in CG catholic churches, and identified 91 twin pairs and one triplet. Contrary to the “Nazi's experiment hypothesis”, there is no spurt in twinning between the years (1964–1968) when Mengele allegedly was in CG (P = 0.482). Moreover, there is no temporal trend for a declining rate of twinning since the 1960s (P = 0.351), and no difference in twinning among CG districts considering two different periods: 1927–1958 and 1959–2008 (P = 0.638). On the other hand, the “founder effect hypothesis” is supported by an isonymy analysis that shows that women who gave birth to twins have a higher inbreeding coefficient when compared to women who never had twins (0.0148, 0.0081, respectively, P = 0.019). In summary, our results show no evidence for the “Nazi's experiment hypothesis” and strongly suggest that the “founder effect hypothesis” is a much more likely alternative for explaining the high prevalence of twinning in CG. If this hypothesis is correct, then this community represents a valuable population where genetic factors linked to twinning may be identified

Análise genética e epidemiológica na cidade de Cândido Godói - RS, a "Terra dos Gêmeos"

A gemelaridade em humanos é um evento de etiologia complexa, cujas causas ainda não são totalmente conhecidas. Fatores ambientais como idade materna avançada, aumento da paridade, fatores hormonais e reprodução assistida, entre outros, estão associados a gestações de gêmeos dizigóticos (DZ). Ao contrário, há poucas evidências de fatores ambientais relacionados a gemelaridade monozigótica (MZ). Apesar dos avanços tecnológicos na área da genética, ainda é escasso o conhecimento sobre os fatores genéticos envolvidos na etiologia da gemelaridade. Não existem claras associações de fatores genéticos com gestações de gêmeos MZ. Por outro lado, estudos mostram a influência de vários genes na gemelaridade DZ e genes que possam influenciar a poli-ovulação, a implantação e o desenvolvimento dos embriões são bons candidatos para estudos genéticos. A cidade de Cândido Godói (CG), localizada no noroeste do Rio Grande do Sul, é conhecida como a “Terra dos Gêmeos” devido a sua alta incidência de nascimentos gemelares. Recentemente a teoria de que os gêmeos de CG são produto de experimentos do médico nazista Josef Mengele ganhou ampla divulgação pela imprensa. Porém, a história de CG sugere que fatores genéticos, potencializados por um efeito fundador ocorrido durante a colonização do município, sejam responsáveis pelos recorrentes nascimentos duplos na cidade. Esse trabalho teve como objetivos testar a plausibilidade da “teoria do médico nazista” e investigar possíveis genes relacionados com a gemelaridade em CG. Para isso, foram analisados os livros de batismos das Igrejas católicas do município, os sobrenomes e as histórias familiares da amostra de mulheres coletadas para os testes genéticos. Foram investigados polimorfismos em genes envolvidos no mecanismo de ovulação (Ser680Arg do gene FSHR), no desenvolvimento do embrião (677 C!T do gene MTHFR) e na implantação do blastocisto (P72R do gene TP53, rs1563828 no gene MDM4, SNP309 do gene MDM2, rs1529916 no gene USP7 e rs929271 do gene LIF, todos da rota da p53) em 42 mães de gêmeos e 101 mulheres que só tiveram gestações únicas, todas naturais de CG.Todos os polimorfismos foram identificados pelo sistema TaqMan de discriminação alélica através de PCR em tempo real. Foram realizados testes de zigosidade em 41 pares de gêmeos residentes de CG com o kit Identifilier da Applied Bisystems. A partir das análises epidemiológicas, demonstrou-se que a ocorrência de nascimentos de gêmeos em CG é frequente desde o início do século XX, mais especificamente em uma comunidade deste município, chamada Linha São Pedro, o que reforça a idéia de um efeito fundador. Não há associação entre gemelaridade em Cândido Godói e os polimorfismos estudados dos genes FSHR e MTHFR. Em compensação, foi observada associação dos alelos P72 do gene TP53 e o alelo T do gene MDM4 com gemelaridade. Estudos sugerem que esses alelos, além de estarem envolvidos nos mecanismos de supressão tumoral, estariam relacionados com infertilidade, sendo este, portanto, um resultado bastante interessante. Por serem alelos que resultam em apoptose menos eficiente, uma hipótese é que esses polimorfismos possuam um papel importante no período pós-implantação, “permitindo” o desenvolvimento de dois embriões quando o mais comum seria a eliminação de pelo menos um. Trabalhos demonstrando que camundongos com apoptose deficiente mantêm em maior porcentagem suas gestações e que, a combinação do alelo P72 com genótipos selvagens de MDM2 e LIF altera a probabilidade de sobrevivência de bebês do sexo masculino, são evidências que contribuem para essa hipótese. É importante salientar que esses resultados foram observados em uma população pequena, de origem étnica definida, contribuindo com apenas uma pequena fração do componente genético da herdabilidade da gemelaridade. Mais estudos devem ser realizados em coortes maiores e grupos com diferentes backgrounds genéticos. No entanto, eles sugerem uma explicação genética para o grande aumento na taxa de gemelaridade em CG e também apontam para uma possível nova função dos genes da rota da p53 na reprodução humana.Twinning in humans is a complex etiology event, whose causes are not completely understood. Environmental factors such as advanced maternal age, increased parity, assisted reproduction and hormonal factors, among others, are associated with dizygotic twin pregnancies. Instead, there is little evidence of environmental factors related to monozygotic twins. Despite technological advances in genetics, it is still little knowledge about the genetic factors involved in the etiology of twin pregnancy. There are no clear associations between genetic factors and MZ twin pregnancies. On the other hand, studies show the influence of several genes in DZ twinning and genes that may influence the polyovulation, implantation and embryo development are good candidates for genetic studies. Cândido Godói (CG), located in northwestern of Rio Grande do Sul, is known as the "Twins’ Town" because of its high incidence of twin births. Recently the theory that the twins are product of experiments of Nazi doctor Josef Mengele gained wide dissemination by the press. However, the history of CG suggests that genetic factors, fueled by a founder effect occurred during the colonization of the municipality, are responsible for the recurrent double births in the city. This study aimed to test the plausibility of the "theory of Nazi doctor" and investigate possible genes related to multiple births in CG. For this, we analyzed the baptisms’ books of Catholic Churches of the city, the family histories and surnames of women in the sample collected for genetic testing. We investigated polymorphisms in genes involved in the mechanism of ovulation (Ser680Arg FSHR gene), in the embryo development (677 C ! T MTHFR gene) and in blastocyst implantation (P72R TP53 gene, rs1563828 in MDM4 gene, SNP309 in MDM2 gene, rs1529916 in USP7 gene and rs929271 in LIF gene, all in p53 pathway) in 42 mothers of twins and 101 women who had only singleton pregnancies, all natural of CG. All polymorphisms were identified by the system TaqMan of allelic discrimination by real-time PCR. Zygosity tests were performed in 41 pairs of twins residing in CG by the Applied Identifilier Bisystems. Epidemiological studies show that twin births in CG are recurrent since the beginning of the twentieth century, specifically in a community of this municipality, called Linha São Pedro, which reinforces the idea of a founder effect. There are no association between SNPs on FSHR and MTHFR genes and twinning. Nevertheless P72 allele of TP53 gene and T allele of MDM4 gene are associated with twinning in our study. Studies suggest that these alleles are not just involved with tumor suppression, but would be related to infertility, which is therefore a very interesting result. These alleles result in a less efficient apoptosis, therefore, a hypothesis is that these polymorphisms have an important role in post-implantation period, "allowing" the development of two embryos when the most common outcome would be the elimination of at least one. Studies demonstrating that mice with deficient apoptosis keep a greater percentage of their pregnancies, and that the combination of the P72 allele with wild genotypes of MDM2 and LIF change the probability of survival of male babies are a contributing evidence for this hypothesis. Importantly, these results were observed in a small population of defined ethnic origin, contributing only with a small fraction of the genetic component of heritability of multiple births. Further studies should be conducted in larger cohorts and groups with different genetic backgrounds. However, our results suggest a genetic explanation for the increased twinning rate in CG and also point to a possible new function of the route of the p53 gene in human reproduction

Análise genética e epidemiológica na cidade de Cândido Godói - RS, a "Terra dos Gêmeos"

A gemelaridade em humanos é um evento de etiologia complexa, cujas causas ainda não são totalmente conhecidas. Fatores ambientais como idade materna avançada, aumento da paridade, fatores hormonais e reprodução assistida, entre outros, estão associados a gestações de gêmeos dizigóticos (DZ). Ao contrário, há poucas evidências de fatores ambientais relacionados a gemelaridade monozigótica (MZ). Apesar dos avanços tecnológicos na área da genética, ainda é escasso o conhecimento sobre os fatores genéticos envolvidos na etiologia da gemelaridade. Não existem claras associações de fatores genéticos com gestações de gêmeos MZ. Por outro lado, estudos mostram a influência de vários genes na gemelaridade DZ e genes que possam influenciar a poli-ovulação, a implantação e o desenvolvimento dos embriões são bons candidatos para estudos genéticos. A cidade de Cândido Godói (CG), localizada no noroeste do Rio Grande do Sul, é conhecida como a “Terra dos Gêmeos” devido a sua alta incidência de nascimentos gemelares. Recentemente a teoria de que os gêmeos de CG são produto de experimentos do médico nazista Josef Mengele ganhou ampla divulgação pela imprensa. Porém, a história de CG sugere que fatores genéticos, potencializados por um efeito fundador ocorrido durante a colonização do município, sejam responsáveis pelos recorrentes nascimentos duplos na cidade. Esse trabalho teve como objetivos testar a plausibilidade da “teoria do médico nazista” e investigar possíveis genes relacionados com a gemelaridade em CG. Para isso, foram analisados os livros de batismos das Igrejas católicas do município, os sobrenomes e as histórias familiares da amostra de mulheres coletadas para os testes genéticos. Foram investigados polimorfismos em genes envolvidos no mecanismo de ovulação (Ser680Arg do gene FSHR), no desenvolvimento do embrião (677 C!T do gene MTHFR) e na implantação do blastocisto (P72R do gene TP53, rs1563828 no gene MDM4, SNP309 do gene MDM2, rs1529916 no gene USP7 e rs929271 do gene LIF, todos da rota da p53) em 42 mães de gêmeos e 101 mulheres que só tiveram gestações únicas, todas naturais de CG.Todos os polimorfismos foram identificados pelo sistema TaqMan de discriminação alélica através de PCR em tempo real. Foram realizados testes de zigosidade em 41 pares de gêmeos residentes de CG com o kit Identifilier da Applied Bisystems. A partir das análises epidemiológicas, demonstrou-se que a ocorrência de nascimentos de gêmeos em CG é frequente desde o início do século XX, mais especificamente em uma comunidade deste município, chamada Linha São Pedro, o que reforça a idéia de um efeito fundador. Não há associação entre gemelaridade em Cândido Godói e os polimorfismos estudados dos genes FSHR e MTHFR. Em compensação, foi observada associação dos alelos P72 do gene TP53 e o alelo T do gene MDM4 com gemelaridade. Estudos sugerem que esses alelos, além de estarem envolvidos nos mecanismos de supressão tumoral, estariam relacionados com infertilidade, sendo este, portanto, um resultado bastante interessante. Por serem alelos que resultam em apoptose menos eficiente, uma hipótese é que esses polimorfismos possuam um papel importante no período pós-implantação, “permitindo” o desenvolvimento de dois embriões quando o mais comum seria a eliminação de pelo menos um. Trabalhos demonstrando que camundongos com apoptose deficiente mantêm em maior porcentagem suas gestações e que, a combinação do alelo P72 com genótipos selvagens de MDM2 e LIF altera a probabilidade de sobrevivência de bebês do sexo masculino, são evidências que contribuem para essa hipótese. É importante salientar que esses resultados foram observados em uma população pequena, de origem étnica definida, contribuindo com apenas uma pequena fração do componente genético da herdabilidade da gemelaridade. Mais estudos devem ser realizados em coortes maiores e grupos com diferentes backgrounds genéticos. No entanto, eles sugerem uma explicação genética para o grande aumento na taxa de gemelaridade em CG e também apontam para uma possível nova função dos genes da rota da p53 na reprodução humana.Twinning in humans is a complex etiology event, whose causes are not completely understood. Environmental factors such as advanced maternal age, increased parity, assisted reproduction and hormonal factors, among others, are associated with dizygotic twin pregnancies. Instead, there is little evidence of environmental factors related to monozygotic twins. Despite technological advances in genetics, it is still little knowledge about the genetic factors involved in the etiology of twin pregnancy. There are no clear associations between genetic factors and MZ twin pregnancies. On the other hand, studies show the influence of several genes in DZ twinning and genes that may influence the polyovulation, implantation and embryo development are good candidates for genetic studies. Cândido Godói (CG), located in northwestern of Rio Grande do Sul, is known as the "Twins’ Town" because of its high incidence of twin births. Recently the theory that the twins are product of experiments of Nazi doctor Josef Mengele gained wide dissemination by the press. However, the history of CG suggests that genetic factors, fueled by a founder effect occurred during the colonization of the municipality, are responsible for the recurrent double births in the city. This study aimed to test the plausibility of the "theory of Nazi doctor" and investigate possible genes related to multiple births in CG. For this, we analyzed the baptisms’ books of Catholic Churches of the city, the family histories and surnames of women in the sample collected for genetic testing. We investigated polymorphisms in genes involved in the mechanism of ovulation (Ser680Arg FSHR gene), in the embryo development (677 C ! T MTHFR gene) and in blastocyst implantation (P72R TP53 gene, rs1563828 in MDM4 gene, SNP309 in MDM2 gene, rs1529916 in USP7 gene and rs929271 in LIF gene, all in p53 pathway) in 42 mothers of twins and 101 women who had only singleton pregnancies, all natural of CG. All polymorphisms were identified by the system TaqMan of allelic discrimination by real-time PCR. Zygosity tests were performed in 41 pairs of twins residing in CG by the Applied Identifilier Bisystems. Epidemiological studies show that twin births in CG are recurrent since the beginning of the twentieth century, specifically in a community of this municipality, called Linha São Pedro, which reinforces the idea of a founder effect. There are no association between SNPs on FSHR and MTHFR genes and twinning. Nevertheless P72 allele of TP53 gene and T allele of MDM4 gene are associated with twinning in our study. Studies suggest that these alleles are not just involved with tumor suppression, but would be related to infertility, which is therefore a very interesting result. These alleles result in a less efficient apoptosis, therefore, a hypothesis is that these polymorphisms have an important role in post-implantation period, "allowing" the development of two embryos when the most common outcome would be the elimination of at least one. Studies demonstrating that mice with deficient apoptosis keep a greater percentage of their pregnancies, and that the combination of the P72 allele with wild genotypes of MDM2 and LIF change the probability of survival of male babies are a contributing evidence for this hypothesis. Importantly, these results were observed in a small population of defined ethnic origin, contributing only with a small fraction of the genetic component of heritability of multiple births. Further studies should be conducted in larger cohorts and groups with different genetic backgrounds. However, our results suggest a genetic explanation for the increased twinning rate in CG and also point to a possible new function of the route of the p53 gene in human reproduction