Elaboração de um painel de marcadores de ancestralidade para estudos caso-controle e organização das informações em banco de dados local

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento, Florianópolis, 2013.A população brasileira é produto da miscigenação entre trêsprincipais grupos étnicos: Ameríndios (que já habitavam estas terras àépoca do descobrimento), Europeus (principalmente portugueses) eAfricanos (trazidos de forma forçada como mão de obra escrava).Estimar as diferentes proporções de ancestralidade em populaçõesmiscigenadas é de extrema importância para estudos genéticos quebuscam encontrar alelos de sucetibilidade a doenças, uma vez que a nãocorreção da estratificação populacional pode ocasionar desvios levandoa associações espúrias. Para o controle da estratificação populacional, autilização de marcadores informativos de ancestralidade tem sidoamplamente utilizada por apresentar um alto diferencial de frequênciaentre populações de regiões geograficamente distintas. O objetivo desteestudo foi genotipar quatro marcadores informativos de ancestralidadeadequados para amostras da população brasileira visando estender estaabordagem para entender a estruturação populacional em estudos decaso-controle, utilizando como modelo a doença psoríase. Adicional aoprincipal objetivo, um banco de dados biológico (BDB) foi diagramadoe implementado, para auxiliar na organização e armazenamento deinformações a respeito das amostras aqui utilizadas. As frequências dosquatro marcadores (AT3, Sb19.3, APO e PV92) foram estimadas emamostras de pacientes (PSR) diagnosticados com psoríase (n=100) econtroles saudáveis (PSC) sem histórico de doença (n=100, PSC)coletadas na cidade de Florianópolis - SC. Os perfis genéticos foramobtidos através de PCR convencional e eletroforese em gel de agarose.As análises estatísticas empregaram programas tais como GENEPOP,GDA e ADMIX 3. O BDB proposto foi desenvolvido e estruturado emsistema de gestão de bases de dados relacionais MySQL, e a interfacegráfica foi desenvolvida em linguagem PHP e HTML. Por meio deanálises moleculares e estatísticas, os resultados obtidos evidenciaramque os dois grupos de indivíduos aqui estudados (PSR e PSC)apresentaram semelhanças quanto a sua ancestralidade genética, nãosendo observado grandes diferenças populacionais. As estimativas demistura revelaram que as duas populações analisadas são tri-híbridas,com alta preponderância do componente europeu, seguido de africano eameríndio respectivamente. Apesar dos poucos marcadores utilizadosfoi possível discriminar a contribuição genética dos grupos ancestraisindicando que mesmo um número reduzido de marcadores pode sersuficiente, desde que apropriadamente selecionados, para responder umapergunta específica. O BDB construído e diagramado neste trabalhorecebeu o nome de LAPOGEdb (LAPOGE Database -www.lapoge.sites.ufsc) e, mostrou-se uma ferramenta eficaz para oarmazenamento estruturado de informações que variam entre dadosepidemiológicos e genéticos referentes a amostras utilizadas ao longo de19 anos de funcionamento do Laboratório de Polimorfismos Genéticosda Universidade Federal de Santa Catarina (LAPOGE-UFSC). Abstract : The Brazilian population is the product of interbreeding betweenthe three main ethnic groups: Amerindians (who inhabited these landsduring the discovery), Europeans (mainly Portuguese) and Africans(brought forcefully as slave labor). Estimating the different proportionsof ancestry in admixed populations is of utmost importance for geneticstudies that seek to find disease susceptibility alleles, since no correctionof population stratification, can cause deviations leading to spuriousassociations. To control the population stratification, the use of ancestryinformative markers have been widely used for its feature of presentinga high frequency differential between geographically distinctpopulations. The aim of this study was to genotype four ancestryinformative markers suitable for samples of the brazilian population inorder to extend this approach to understand the population structure incase-control studies, using as a model the psoriasis disease. Additionalto the main objective, a biological database (BD) was diagrammed andimplemented through programming languages, to assist in organizingand storing information about the samples used here. The frequencies ofthe four markers (AT3, Sb19.3, APO and PV92) were estimated insamples of patients (PSR) diagnosed with psoriasis (n = 100) andhealthy controls (PSC) with no history of disease (n = 100, PSC)collected in the city of Florianópolis - SC. The genetic profiles wereobtained by standard PCR and visualization with agarose gel andelectrophoresis. The statistical analysis employed programs such asGENEPOP, GDA and ADMIX 3. The proposed BD was developed andstructured in MySQL relational database management system, while thegeneral user interface (GUI) was developed in PHP and HTML. Theresults obtained from the molecular analysis and statistics, showed thatthe two groups studied here (PSR and PSC) had some similarities intheir genetic ancestry, not observing large population differences.Estimates of mixture revealed that the two populations are tri-hybrid,with high preponderance of European component, followed by Africanand Amerindian respectively. Despite the few markers used it was ableto discriminate the genetic contribution of ancestral groups indicating,that even a small number of markers may be sufficient, whenappropriately selected, to answer a specific question. The BD builtedanddiagrammed in this work was named LAPOGEdb (LAPOGE Database -www.lapoge.sites.ufsc) and proved to be an effective tool for storingstructured information, ranging from genetic and epidemiological data,related to the samples used throughout 19 years of operation of theLaboratory of Genetic Polymorphisms of the Federal University ofSanta Catarina (UFSC-LAPOGE)

Instituições e Políticas Públicas em Territórios da Amazônia: desafios para a capacidade adaptativa e redução de vulnerabilidades

O estudo teve como objetivo identificar a percepção de populações locais, formuladores de políticas públicas e tomadores de decisão quanto aos impactos das mudanças climáticas e suas implicações sobre as atividades produtivas locais consolidadas ou em processo de consolidação. Este trabalho apresenta uma análise qualitativa institucional e de políticas públicas presentes no território do Baixo Amazonas – PA e traz proposições de diretrizes para políticas que aumentem a capacidade adaptativa e promovam a redução de vulnerabilidades

Variants within OCA2 and HERC2 genes associated with classical pigmentation phenotypes and iris features in Brazilian admixed population sample

A pigmentação dos olhos, cabelos e pele, bem como presença ou ausência de sardas, está entre os exemplos mais visíveis da variação fenotípica humana. O estudo da diversidade genética em genes de pigmentação tem beneficiado diferentes áreas do conhecimento, como a área da genética e antropologia forense, bem como a área relacionada a saúde e bemestar. Adicionalmente, a presença de estruturas secundárias na íris tem sido reportada como importante fator na percepção de cor de olho observada que um indivíduo pode ter referente a íris e também a fatores de risco para algumas doenças oculares, ainda que as bases genéticas envolvidas nestas características sejam pouco conhecidas. Os genes OCA2 e HERC2 representam dois genes associados à variação normal da pigmentação. Este trabalho avaliou a relação de polimorfismos nas regiões regulatórias e codificantes destes dois genes com os fenótipos de pigmentação e estruturas secundárias presentes na íris encontrados em uma amostra populacional de 340 indivíduos do estado de São Paulo, por meio de sequenciamento de nova geração. Análises de regressão logística e linear para as variáveis qualitativas e quantitativas da cor dos olhos e estruturas secundárias presentes na íris foram realizadas. 170 pontos de variação ao longo das regiões estudadas foram identificados, dos quais 18 estão associadas a pelo menos um fenótipo de pigmentação e estruturas secundárias presentes na íris. Destaca-se a existência de muitos polimorfismos que não se mostrara-se associados quando avaliados independentemente, porém foram associados quando analisados sob a ótica de interações epistáticas, considerada uma possível explicação para a variabilidade encontrada nestes fenótipos, principalmente aqueles intermediários, como a cor dos olhos verdes e mel. O uso de variáveis quantitativas para os olhos revelou pela primeira vez a associação do polimorfismo não sinônimo rs201872292 no gene HERC2 com olhos claros, independente do efeito do polimorfismo rs12913832. Ainda, a associação do polimorfismo rs58358300 localizado em um íntron do gene HERC2 com pigmentação da esclera, o que representa a primeira vez que um polimorfismo é associado a esta característica. Este foi o primeiro estudo no Brasil que se propôs a analisar polimorfismos genéticos em genes candidatos à variação normal da pigmentação humana com estruturas secundárias presentes na íris. Os resultados confirmam a hipótese de que polimorfismos dos genes OCA2 e HERC2 podem contribuir para a formação dos fenótipos clássicos de pigmentação de olhos, pele, cabelos e estruturas secundárias presentes na íris humana dos indivíduos da população brasileira.The pigmentation of the eyes, hair and skin, as well as the presence or absence of freckles, are amongst the most visible examples of human phenotypic variation. The study of genetic diversity in pigmentation genes has contributed greatly to the fields of forensics genetics, anthropological genetics and public health. In addition, the presence of iris features has been reported to influence the perception of overall iris color and also consists in risk factors for ocular diseases, although very little is known about the genetic basis of these traits. The OCA2 and HERC2 genes have been associated with normal variation of pigmentation in diverse populations. The present study evaluated the relationship of polymorphisms in the regulatory and coding regions of these two genes with the pigmentation phenotypes and iris features found in a population sample of 340 individuals from the state of São Paulo, Brazil, through next-generation sequencing. Logistic and linear regression analyzes for the qualitative and quantitative variables were performed. A total of 170 points of variation throughout the studied regions were identified, of which 18 were associated with at least one pigmentation phenotype when analyzed as qualitative and/or quantitative variables and iris features. It is worth mentioning that many associations that were not observed when evaluated independently, were indeed associated when analyzed from the perspective of epistatic effects, which is considered a possible explanation for the variability found in these phenotypes, especially those presented as intermediate, such as green and hazel eye colors. The use of quantitative variables to evaluate the eye color, acquired from photographs, revealed for the first time the association of the nonsynonymous mutation rs201872292 in the HERC2 gene with light eyes, independently of the effect of the rs12913832 polymorphism. We highlight the association of the polymorphism rs58358300 located in an intron of the HERC2 gene with sclera pigmentation, which was the first time that a polymorphism is associated with this feature. This was the first study in Brazil to analyze genetic polymorphisms in candidate genes related to normal variation of human pigmentation and iris features by next-generation sequencing. The results confirm the hypothesis that OCA2 and HERC2 genes may contribute to classic pigmentation phenotypes of eyes, skin, hair, freckles and iris features in the Brazilian population

Variants within OCA2 and HERC2 genes associated with classical pigmentation phenotypes and iris features in Brazilian admixed population sample

A pigmentação dos olhos, cabelos e pele, bem como presença ou ausência de sardas, está entre os exemplos mais visíveis da variação fenotípica humana. O estudo da diversidade genética em genes de pigmentação tem beneficiado diferentes áreas do conhecimento, como a área da genética e antropologia forense, bem como a área relacionada a saúde e bemestar. Adicionalmente, a presença de estruturas secundárias na íris tem sido reportada como importante fator na percepção de cor de olho observada que um indivíduo pode ter referente a íris e também a fatores de risco para algumas doenças oculares, ainda que as bases genéticas envolvidas nestas características sejam pouco conhecidas. Os genes OCA2 e HERC2 representam dois genes associados à variação normal da pigmentação. Este trabalho avaliou a relação de polimorfismos nas regiões regulatórias e codificantes destes dois genes com os fenótipos de pigmentação e estruturas secundárias presentes na íris encontrados em uma amostra populacional de 340 indivíduos do estado de São Paulo, por meio de sequenciamento de nova geração. Análises de regressão logística e linear para as variáveis qualitativas e quantitativas da cor dos olhos e estruturas secundárias presentes na íris foram realizadas. 170 pontos de variação ao longo das regiões estudadas foram identificados, dos quais 18 estão associadas a pelo menos um fenótipo de pigmentação e estruturas secundárias presentes na íris. Destaca-se a existência de muitos polimorfismos que não se mostrara-se associados quando avaliados independentemente, porém foram associados quando analisados sob a ótica de interações epistáticas, considerada uma possível explicação para a variabilidade encontrada nestes fenótipos, principalmente aqueles intermediários, como a cor dos olhos verdes e mel. O uso de variáveis quantitativas para os olhos revelou pela primeira vez a associação do polimorfismo não sinônimo rs201872292 no gene HERC2 com olhos claros, independente do efeito do polimorfismo rs12913832. Ainda, a associação do polimorfismo rs58358300 localizado em um íntron do gene HERC2 com pigmentação da esclera, o que representa a primeira vez que um polimorfismo é associado a esta característica. Este foi o primeiro estudo no Brasil que se propôs a analisar polimorfismos genéticos em genes candidatos à variação normal da pigmentação humana com estruturas secundárias presentes na íris. Os resultados confirmam a hipótese de que polimorfismos dos genes OCA2 e HERC2 podem contribuir para a formação dos fenótipos clássicos de pigmentação de olhos, pele, cabelos e estruturas secundárias presentes na íris humana dos indivíduos da população brasileira.The pigmentation of the eyes, hair and skin, as well as the presence or absence of freckles, are amongst the most visible examples of human phenotypic variation. The study of genetic diversity in pigmentation genes has contributed greatly to the fields of forensics genetics, anthropological genetics and public health. In addition, the presence of iris features has been reported to influence the perception of overall iris color and also consists in risk factors for ocular diseases, although very little is known about the genetic basis of these traits. The OCA2 and HERC2 genes have been associated with normal variation of pigmentation in diverse populations. The present study evaluated the relationship of polymorphisms in the regulatory and coding regions of these two genes with the pigmentation phenotypes and iris features found in a population sample of 340 individuals from the state of São Paulo, Brazil, through next-generation sequencing. Logistic and linear regression analyzes for the qualitative and quantitative variables were performed. A total of 170 points of variation throughout the studied regions were identified, of which 18 were associated with at least one pigmentation phenotype when analyzed as qualitative and/or quantitative variables and iris features. It is worth mentioning that many associations that were not observed when evaluated independently, were indeed associated when analyzed from the perspective of epistatic effects, which is considered a possible explanation for the variability found in these phenotypes, especially those presented as intermediate, such as green and hazel eye colors. The use of quantitative variables to evaluate the eye color, acquired from photographs, revealed for the first time the association of the nonsynonymous mutation rs201872292 in the HERC2 gene with light eyes, independently of the effect of the rs12913832 polymorphism. We highlight the association of the polymorphism rs58358300 located in an intron of the HERC2 gene with sclera pigmentation, which was the first time that a polymorphism is associated with this feature. This was the first study in Brazil to analyze genetic polymorphisms in candidate genes related to normal variation of human pigmentation and iris features by next-generation sequencing. The results confirm the hypothesis that OCA2 and HERC2 genes may contribute to classic pigmentation phenotypes of eyes, skin, hair, freckles and iris features in the Brazilian population

Identification of ancestry proportions in admixed groups across the Americas using clinical pharmacogenomic SNP panels

We evaluated the performance of three PGx panels to estimate biogeographical ancestry: the DMET panel, and the VIP and Preemptive PGx panels described in the literature. Our analysis indicate that the three panels capture quite well the individual variation in admixture proportions observed in recently admixed populations throughout the Americas, with the Preemptive PGx and DMET panels performing better than the VIP panel. We show that these panels provide reliable information about biogeographic ancestry and can be used to guide the implementation of PGx clinical decision-support (CDS) tools. We also report that using these panels it is possible to control for the effects of population stratification in association studies in recently admixed populations, as exemplified with a warfarin dosing GWA study in a sample from Brazil

Novel insights on demographic history of tribal and caste groups from West Maharashtra (India) using genome-wide data

The South Asian subcontinent is characterized by a complex history of human migrations and population interactions. In this study, we used genome-wide data to provide novel insights on the demographic history and population relationships of six Indo-European populations from the Indian State of West Maharashtra. The samples correspond to two castes (Deshastha Brahmins and Kunbi Marathas) and four tribal groups (Kokana, Warli, Bhil and Pawara). We show that tribal groups have had much smaller effective population sizes than castes, and that genetic drift has had a higher impact in tribal populations. We also show clear affinities between the Bhil and Pawara tribes, and to a lesser extent, between the Warli and Kokana tribes. Our comparisons with available modern and ancient DNA datasets from South Asia indicate that the Brahmin caste has higher Ancient Iranian and Steppe pastoralist contributions than the Kunbi Marathas caste. Additionally, in contrast to the two castes, tribal groups have very high Ancient Ancestral South Indian (AASI) contributions. Indo-European tribal groups tend to have higher Steppe contributions than Dravidian tribal groups, providing further support for the hypothesis that Steppe pastoralists were the source of Indo-European languages in South Asia, as well as Europe

HLA-G Polymorphisms Are Associated with Non-Segmental Vitiligo among Brazilians

(1) Background: Vitiligo is characterized by white patches on the skin caused by loss of melanocyte activity or the absence of these cells. The available treatments minimize the symptoms by retarding the process of skin depigmentation or re-pigmenting the affected regions. New studies are required for a better comprehension of the mechanisms that trigger the disease and for the development of more efficient treatments. Studies have suggested an autoimmune feature for vitiligo, based on the occurrence of other autoimmune diseases in vitiligo patients and their relatives, and on the involvement of genes related to the immune response. (2) Methods: We evaluated, by massive parallel sequencing, polymorphisms of the HLA-G gene in vitiligo patients and control samples, to verify if variants of this gene could influence the susceptibility to vitiligo. (3) Results: We detected an association with non-segmental vitiligo regarding the haplotype Distal-010101a/G*01:01:01:01/UTR-1, adjusting for population stratification by using ancestry-informative markers (AIMs). (4) Conclusions: It remains unclear whether the HLA-G variants associated with vitiligo were detected because of the high linkage disequilibrium (LD) with HLA-A*02, or if the HLA-A variants previously reported as associated with vitiligo were detected because of the high LD with HLA-G*01:01:01:01/UTR-1, or if both genes jointly contribute to vitiligo susceptibility

Cardiometabolic Risk Markers of Normal Weight and Excess Body Weight in Brazilian Adolescents

Excess body weight leads to a variety of metabolic changes and increases the risk for cardiovascular diseases (CVD) in adulthood. The objective of this study was to investigate the presence of risk markers for CVD among Brazilian adolescents of normal weight and with excess body weight. The markers included blood pressure, C-reactive protein, homocysteine, tumor necrosis factor alpha, fibrinogen, fasting insulin and glucose, homeostasis model assessment insulin resistance (HOMA-IR), leptin, total cholesterol, low-density lipoprotein cholesterol (LDL-c), high-density lipoprotein cholesterol (HDL-c), and triglycerides. We calculated odds ratios (OR) using logistic regression and adjusted for the potential confounders such as age, sex, physical activity and socioeconomic background. Compared to normal weight subjects, overweight/obese adolescents were more likely to have higher systolic blood pressure (OR = 3.49, pThe accepted manuscript in pdf format is listed with the files at the bottom of this page. The presentation of the authors' names and (or) special characters in the title of the manuscript may differ slightly between what is listed on this page and what is listed in the pdf file of the accepted manuscript; that in the pdf file of the accepted manuscript is what was submitted by the author