Suomalais-ugrilaisia kieliä puhuvien väestöjen geneettinen monimuotoisuus

The major aim of this thesis was to examine the origins and distribution of uniparental and autosomal genetic variation among the Finno-Ugric-speaking human populations living in Boreal and Arctic regions of North Eurasia. In more detail, I aimed to disentangle the underlying molecular and population genetic factors which have produced the patterns of uniparental and autosomal genetic diversity in these populations. Among Finno-Ugrics the genetic amalgamation and clinal distribution of West and East Eurasian gene pools were observed within uniparental markers. This admixture indicates that North Eurasia was colonized through Central Asia/ South Siberia by human groups already carrying both West and East Eurasian lineages. The complex combination of founder effects, gene flow and genetic drift underlying the genetic diversity of the Finno-Ugric- speaking populations were emphasized by low haplotype diversity within and among uniparental and biparental markers. A high prevalence of lactase persistence allele among the North Eurasian Finno- Ugric agriculturalist populations was also shown indicating a local adaptation to subsistence change with lactose rich diet. Moreover, the haplotype background of lactase persistence allele among the Finno- Ugric-speakers strongly suggested that the lactase persistence T-13910 mutation was introduced independently more than once to the North Eurasian gene pool. A significant difference in genetic diversity, haplotype structure and LD distribution within the cytochrome P450 CYP2C and CYP2D regions revealed the unique gene pool of the Finno-Ugric Saami created mainly by population genetic processes compared to other Europeans and sub-Saharan Mandenka population. From all studied populations the Saami showed also significantly the highest allele frequency of a CYP2C19 gene mutation causing variable drug reactions. The diversity patterns observed within CYP2C and CYP2D regions emphasize the strong effect of demographic history shaping genetic diversity and LD especially among such small and constant size populations as the Finno-Ugric-speaking Saami. Moreover, the increased LD in Saami due to genetic drift and/or admixture was shown to offer an advantage for further attempts to identify alleles associated to common complex pharmacogenetic traits.Väitöskirjatutkimus käsittelee suomalaisten ja eräiden suomensukuisten alkuperäiskansojen väestögeneettisiä piirteitä; väestöjen geneettistä historiaa sekä tiettyjen lääketieteellisesti merkittävien geneettisten variaatioiden yleisyyttä ja paikalliseen sopeutumiseen liittyvän valinnan aiheuttamia geneettisiä muutoksia näissä väestöissä. Työ liittyy Suomessa jo 1920-luvulla aloitettuun tutkimustraditioon, joka keskittyy väestön periytyvän biologisen monimuotoisuuden tutkimukseen. Työssä esitellään tyypillisimmät ihmisen perimässä tavattavat geneettiset muuntelumuodot ja ne väestögeneettiset tapahtumasarjat, jotka luovat ja muokkaavat tätä geneettistä vaihtelua. Lisäksi tutkimuksessa pyritään lyhyesti kuvaamaan niitä molekyylibiologisia ja tilastollisia menetelmiä, joilla väestön geneettistä muuntelua voidaan tulkita. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli arvioida suomalais-ugrilaisia kieliä puhuvien väestöjen geneettistä monimuotoisuutta ja monimuotoisuuden jakautumista käyttäen sekä potentiaalisesti neutraaleja vain isältä tai äidiltä periytyviä perimän muotoja (mitokondriaalinen ja Y-kromosomaalinen DNA) että spesifisesti tiettyihin lääketieteellisesti merkityksellisiin geeneihin (LCT, CYP2C ja CYP2D geenialueet) liittyviä DNA:n muutoksia ja verratta tätä muuntelua muihin pohjoisen Euraasian väestöihin. Lisäksi pyrkimyksenä oli selvittää niitä molekyylibiologisia ja väestögeneettisiä tekijöitä, jotka ovat muovanneet suomalais-ugrilaisten väestöjen geneettistä monimuotoisuutta. Tulokset osoittavat suomalais-ugrilaisia kieliä puhuvien väestöjen omaavan geneettisen monimuotoisuuden erityispiirteitä, jotka suurimmaksi osaksi johtuvat näiden väestöjen erityislaatuisesta väestöhistoriasta. Näille alkujaan pienistä ihmisryhmistä koostuneille suomalais-ugrilaisille väestöille on tietyillä DNA merkeillä selkeästi alhaisempi geneettinen monimuotoisuus kuin muilla Euraasian väestöillä. Lisäksi suomalais-ugrilaiset väestöt omaavat ainutlaatuisen yhdistelmän sekä itäisessä että läntisessä Euraasiassa tyypillisesti esiintyvistä mitokondriaali- ja Y-kromosomaali-DNA:n muutoksista. Toisaalta laktoosi-toleranssin aiheuttava nukleotidimuutos osoittautui yleiseksi suomalais-ugrilaisissa väestöissä, joiden elinkeino on perustunut pysyvään maatalouteen. Tämä viittaa maitopohjaisen ravinnon lisääntyneen käytön aiheuttamaan paikalliseen geneettiseen sopeutumiseen. Saamelaisväestön geneettinen monimuotoisuus osoittautui myös selkeästi eriytyvän muista eurooppalaisista väestöistä, kun tutkittiin lääkeainemetaboliaan vaikuttavien CYP2C ja CYP2D geenialueiden variaatiota. Näillä tuloksilla on yleisen väestöhistoriallisen mielenkiinnon ohella merkitystä niin geneettisissä testauksissa kuin lääketieteellisesti merkittävien periytyvien nukleotidimuutoksien assosiaatiokartoituksessa

How infectious diseases arrived in the colonial Americas

Analysis of viral DNA from human remains suggests that the transatlantic slave trade may have introduced new pathogens that contributed to the devastating disease outbreaks in colonial Mexico.Peer reviewe

Moral dilemma(s) in human papillomavirus vaccination - revisiting the role of the herd effect

publishedVersionNon peer reviewe

HPV16 variants distribution in invasive cancers of the cervix, vulva, vagina, penis, and anus

Human papillomavirus (HPV) 16 is the most oncogenic human papillomavirus, responsible for most papillomavirus-induced anogenital cancers. We have explored by sequencing and phylogenetic analysis the viral variant lineages present in 692 HPV16-monoinfected invasive anogenital cancers from Europe, Asia, and Central/South America. We have assessed the contribution of geography and anatomy to the differential prevalence of HPV16 variants and to the non-synonymous E6 T350G polymorphism. Most (68%) of the variance in the distribution of HPV16 variants was accounted for by the differential abundance of the different viral lineages. The most prevalent variant (above 70% prevalence) in all regions and in all locations was HPV16_A1-3, except in Asia, where HPV16_A4 predominated in anal cancers. The differential prevalence of variants as a function of geographical origin explained 9% of the variance, and the differential prevalence of variants as a function of anatomical location accounted for less than 3% of the variance. Despite containing similar repertoires of HPV16 variants, we confirm the worldwide trend of cervical cancers being diagnosed significantly earlier than other anogenital cancers (early fifties vs. early sixties). Frequencies for alleles in the HPV16 E6 T350G polymorphism were similar across anogenital cancers from the same geographical origin. Interestingly, anogenital cancers from Central/South America displayed higher 350G allele frequencies also within HPV16_A1-3 lineage compared with Europe. Our results demonstrate ample variation in HPV16 variants prevalence in anogenital cancers, which is partly explained by the geographical origin of the sample and only marginally explained by the anatomical location of the lesion, suggesting that tissue specialization is not essential evolutionary forces shaping HPV16 diversity in anogenital cancers

Squamous intraepithelial lesions of the anal squamocolumnar junction: Histopathological classification and HPV genotyping

Background: Human papillomavirus (HPV)-related anal cancer lesions are often found adjacent to the squamocolumnar junction (SCJ). We have assessed the histopathology and associated HPV genotypes in anal SCJ lesions in surgically excised anal warts in HIV-negative and -positive patients. Methods: Histopathology identified 47 squamous intraepithelial lesions (SILs) adjacent to the SCJ amongst a total of 145 cases of clinically diagnosed anal condylomata. The anal SCJ lesions were further analyzed with p16, CK7 and p63 immunohistochemistry and HPV genotyping. Results: Sixteen (16/47) of the excised anal wart lesions contained HSIL; Three were HSIL and exclusively associated with oncogenic HPVs. A further thirteen (13/47) were mixed lesions. Of these eight were HSILs with LSIL and six were HSILs with papillary immature metaplasia (PIM); Ten of the mixed lesions were associated with one or more oncogenic HPVs, while three cases were exclusively associated with HPV6. Conclusions: Clinically diagnosed anal warts cannot be assumed to be limited to low-grade lesions as anal warts of the SCJ often show heterogeneous lesions, with coexistence of LSIL, PIM, and HSIL. Lesions showing PIM, however, may mimic HSIL, because they are hypercellular, but lack the nuclear atypia and conspicuous mitotic activity of HSIL; and are p16 negative

Gut microbiome diversity detected by high-coverage 16S and shotgun sequencing of paired stool and colon sample

The gut microbiome has a fundamental role in human health and disease. However, studying the complex structure and function of the gut microbiome using next generation sequencing is challenging and prone to reproducibility problems. Here, we obtained cross-sectional colon biopsies and faecal samples from nine participants in our COLSCREEN study and sequenced them in high coverage using Illumina pair-end shotgun (for faecal samples) and IonTorrent 16S (for paired feces and colon biopsies) technologies. The metagenomes consisted of between 47 and 92 million reads per sample and the targeted sequencing covered more than 300 k reads per sample across seven hypervariable regions of the 16S gene. Our data is freely available and coupled with code for the presented metagenomic analysis using up-to-date bioinformatics algorithms. These results will add up to the informed insights into designing comprehensive microbiome analysis and also provide data for further testing for unambiguous gut microbiome analysis

Head-to-Head Comparison of Bi- and Nonavalent Human Papillomavirus Vaccine-Induced Antibody Responses

For head-to-head comparison of human papillomavirus (HPV) antibody levels induced by different vaccines, 25-year-old vaccine-naive women were given either the bivalent (n = 188) or the nonavalent HPV vaccine (n = 184). Six months after vaccination antibodies against pseudovirions from 17 different HPV types (HPV6/11/16/18/31/33/35/39/45/51/52/56/58/59/66/68/73) were measured. Antibodies against HPV16/18 were higher after bivalent HPV vaccination (mean international units [IU] 1140.1 and 170.5 for HPV16 and 18, respectively) than after nonavalent vaccination (265.1 and 22.3 IUs, respectively). The bivalent vaccine commonly induced antibodies against the nonvaccine HPV types 31/33/35/45 or 58. The nonavalent vaccine induced higher antibodies against HPV6/11/31/33/45/52/58 and 35.publishedVersionPeer reviewe

Ecological diversity profiles of non-vaccine-targeted HPVs after gender-based community vaccination efforts

The long-term effect of population-level human papillomavirus (HPV) vaccination on the viral ecology of the untargeted HPVs is poorly understood. We performed an 8-year follow-up of 33 communities randomized to gender-neutral HPV16/18 vaccination, girls-only HPV16/18 vaccination, and control communities without HPV vaccination. The 1992/93 and 1994 birth cohorts were invited in school years 2007/8 and 2008/9. Follow-up cervico-vaginal sampling at 18 and 22 years of age, 4 and 8 years post-vaccination, respectively, were attended by 11,396 and 5,602 participants. HPV types 6/11/16/18/31/33/35/39/45/51/52/56/58/59/66/68 were genotyped and used for the community-level ecological diversity estimations. Gender-neutral vaccination communities with a stronger herd immunity than girls-only vaccination communities show a significantly increased HPV α-diversity (p = 1.1 × 10−8) from 4 to 8 years post-vaccination, despite the clearance of the vaccine-targeted HPVs in these communities. This likely sign of niche occupation by the non-vaccine-targeted HPVs will potentially affect the future cervical cancer screening programs but should not interfere with the WHO mission to eliminate cervical cancer.Peer reviewe

COVID-19-tutkimuskatsaus 2/2020

Koronapandemia on synnyttänyt ennennäkemättömän globaalin tutkimusponnistuksen. Kriisiin liittyvää tieteellistä tutkimustietoa on jo paljon ja sitä julkaistaan jatkuvasti kiihtyvällä tahdilla. Samaan aikaan tutkimustiedolle on myös suuri kysyntä. COVID-19-tutkimuskatsaus on valtioneuvoston kanslian elokuussa 2020 käynnistämä toimintamalli, joka koostaa koronakriisiin liittyviä uusimpia tutkimustuloksia maailmalta ja Suomesta tiiviisti ja informatiivisesti valmistelijoiden ja päätöksentekijöiden käyttöön. Katsauksen tavoitteena on vahvistaa ajankohtaisen tutkimustiedon välittymistä päätöksentekijöiden tietoon ja luoda näkymää viimeisimpään tutkimukseen

COVID-19-tutkimuskatsaus 3/2020

Koronapandemia on synnyttänyt ennennäkemättömän globaalin tutkimusponnistuksen. Kriisiin liittyvää tieteellistä tutkimustietoa on jo paljon ja sitä julkaistaan jatkuvasti kiihtyvällä tahdilla. Samaan aikaan tutkimustiedolle on myös suuri kysyntä. COVID-19-tutkimuskatsaus on valtioneuvoston kanslian elokuussa 2020 käynnistämä toimintamalli, joka koostaa koronakriisiin liittyviä uusimpia tutkimustuloksia maailmalta ja Suomesta tiiviisti ja informatiivisesti valmistelijoiden ja päätöksentekijöiden käyttöön. Katsauksen tavoitteena on vahvistaa ajankohtaisen tutkimustiedon välittymistä päätöksentekijöiden tietoon ja luoda näkymää viimeisimpään tutkimukseen.</p