De grenzen van DNA-testen voor voorouders, uitgelegd

23andMe wil u vakanties verkopen op basis van uw DNA. Maar waar baseren ze dat eigenlijk op?

Danush Parvaneh/Vox

Eeneiige tweelingen hebben vrijwel identiek DNA. Dus je zou denken dat als een tweeling allebei een DNA-monster zou sturen voor het testen van genetische voorouders, ze exact dezelfde resultaten zouden krijgen, toch?



Niet per se, blijkt uit een recent onderzoek van de Canadian Broadcasting Corporation. In feite, de journalisten gedemonstreerd dat tweelingen niet vaak dezelfde resultaten halen bij één bedrijf. En in de hele branche kunnen schattingen van waar de voorouders van een persoon hebben gewoond, aanzienlijk verschillen van bedrijf tot bedrijf.

In één geval vertelde het consumentengeneticabedrijf 23andMe aan een tweeling dat ze 13 procent breed-Europees was. De test van de andere tweeling toonde aan dat ze slechts 3 procent van de breed-Europese afkomst had en meer DNA had dat overeenkwam met andere, meer specifieke regio's in Europa. Wat meer is, toen de tweeling hun DNA liet testen door vijf bedrijven, gaf elk bedrijf verschillende resultaten.

Een computerbioloog vertelde de CBC dat de verschillen in de resultaten raadselachtig waren.

Dus wat verklaart deze verschillen? Over het algemeen betekenen discrepanties in het testen van voorouders niet dat genetische wetenschap een fraude is en dat de bedrijven deze cijfers gewoon verzinnen. Ze hebben meer te maken met de beperkingen van de wetenschap en enkele belangrijke aannames die bedrijven maken bij het analyseren van DNA voor afkomst.

De bedrijven die voorouders testen, zoals Ancestry.com en 23andMe, leveren de precieze voorouderlijke analyse van het DNA van hun klanten. Ze zouden bijvoorbeeld kunnen zeggen dat iemands voorouders 25 procent Italiaans, 74 procent Oost-Aziatisch en 0,1 procent Sardijns zijn. Zij ook hun product op de markt brengen op een manier die suggereert dat hun test iets heel zinvols over jou onthult.

In zijn voorouderlijke rapporten, 23andMe zegt je DNA vertelt het verhaal van wie je bent en hoe je verbonden bent met bevolkingsgroepen over de hele wereld. Het bedrijf werkt nu zelfs samen met AirBnb om klanten te helpen bij het plannen van erfgoedvakanties op plaatsen waar hun voorouders woonden.

MyHeritage, een ander bedrijf dat voorouderanalyses levert, schrijft onze DNA-test biedt je de krachtige ervaring om te ontdekken wat jou uniek maakt en te leren waar je echt vandaan komt.

Wat niet altijd duidelijk is uit deze rapporten, is dat ze gebaseerd zijn op schattingen die van bedrijf tot bedrijf kunnen verschillen, en ingebouwde foutenbronnen hebben. Uw resultaten van één bedrijf kan zelfs in de loop van de tijd veranderen als het bedrijf meldt meer gebruikers aan en verzamelt meer gegevens.

De bedrijven doen hebben webpagina's Dat uitleggen deze beperkingen, maar je moet een beetje graven om ze te vinden. Je zou heel gemakkelijk een van deze kits kunnen kopen zonder hem tegen te komen.

Het genetisch testen van consumenten groeit explosief. Volgens naar de MIT Technology Review , hebben 26 miljoen mensen of meer een genetische voorouderstest gedaan. Tech Review ontdekte ook dat in 2018 het aantal gekochte tests de verkoop overtrof van alle voorgaande jaren samen.

Deze genetische tests kosten gewoonlijk $ 60 tot $ 100 - of meer als ze gezondheidsinformatie bevatten. Naarmate de markt groeit, moeten consumenten zich bewust zijn van wat deze tests hen precies vertellen (en nog meer als het gaat om informatie over gezondheid en welzijn ).

Dus wat betekent het eigenlijk als een bedrijf je vertelt dat je voor 40 procent Grieks bent? Om die vraag te beantwoorden, is het handig om te begrijpen waar deze tests precies naar op zoek zijn en welke aannames ze moeten doen om uw voorouders te raden.

Wat belangrijk is om te begrijpen, is dat genetica antwoorden over afkomst kan sturen, zegt Joe Pickrell , een geneticus en de CEO van Gencove, een bedrijf dat hardware en software voor genetische tests aan andere bedrijven verkoopt. Er is geen tijdmachine, geen glazen bol.

Hoewel genetische afstammingstests precieze percentages over ons erfgoed opleveren, is het het beste om aan de rapporten te denken schattingen, gebaseerd op imperfecte gegevens.

Laten we stap voor stap doornemen waarom.

Eerste stap: in een tube spugen

Er zijn ongeveer 3 miljard basenparen - de individuele letterinstructies van onze genetische code - die het menselijk genoom vormen. Als je in een tube spuugt en het naar een bedrijf als 23andMe, Ancestry.com of MyHeritage stuurt, kijken ze niet naar elke letter. Dat zou overdreven zijn.

Alle mensen hebben ongeveer 99,9 procent van hun DNA gemeen. Om het proces te versnellen, zoeken de tests dus naar de locaties op het genoom waar mensen vaak van elkaar verschillen.

Dit zijn plekken waar je misschien de nucleotide (het molecuul dat de helft van een basenpaar vormt) adenine hebt en ik heb thymine. Dat is het. Al met al kunnen deze eenletterige veranderingen in ons DNA... helpen uitleggen waarom de ene persoon langer is dan de andere, of waarom de een bruine ogen heeft en de ander groen.

In wetenschappelijk jargon worden deze variaties single nucleotide polymorphisms of SNP's (uitgesproken als snip) genoemd. Bedrijven kunnen een half miljoen SNP's of meer analyseren in een afkomsttest.

Wanneer een genetisch testbedrijf een buisje van uw speeksel per post ontvangt, moet het er eerst het DNA uit halen. Je verwijdert het celafval, eiwitten, alle dingen die geen DNA zijn, legt Yaniv Erlich, de chief science officer van MyHeritage, uit. Ze maken kopieën van je DNA en breken die stands vervolgens op in kortere stukken.

De brokken worden vervolgens ingevoerd in een machine die een genotyperingsarray wordt genoemd. Deze arrays - en dit is een absolute vereenvoudiging - werken als een muntsorteerder, maar dan voor SNP's. Ze vertellen de bedrijven welke versies van SNP's je hebt geërfd en op welke locatie in het genoom.

Veel SNP's zijn zinloos als het gaat om onze gezondheid. Maar ze kunnen nuttige aanknopingspunten zijn voor het opsporen van voorouders. Dat komt omdat, net als al het andere in ons genoom, SNP's van generatie op generatie worden doorgegeven. Hoe meer SNP's we gemeen hebben met een andere persoon, hoe groter de kans dat we een vergelijkbare en recentere voorouders delen. Je voorouders worden geschat door je SNP-resultaten te vergelijken met een genetische database van mensen met bekende voorouders (meer hierover in de volgende sectie).

Dit is de eerste bron van mogelijke discrepanties bij het testen van voorouders: hoewel deze genotyperingsarrays uiterst nauwkeurig zijn, zijn ze vatbaar voor het maken van kleine fouten.

We hebben het over een nauwkeurigheid van 99,9 procent voor deze arrays, zegt Erlich. Maar zelfs met die hoge mate van nauwkeurigheid, als je 1 miljoen plaatsen in het genoom verwerkt, krijg je misschien 1.000 fouten. Alleen al die kleine fouten kunnen helpen verklaren waarom de ene tweeling iets andere resultaten kan hebben dan de andere. (Deze foutenbron is de reden waarom de gezondheidsresultaten die u terugkrijgt van genetische testbedrijven) kan ook afwijkingen vertonen .)

Tweede stap: je DNA wordt vergeleken met het DNA van andere mensen met bekende voorouders

Afgezien van fouten, zou de genotypering die we krijgen van elk van de bedrijven voor het testen van consumenten vrijwel identiek aan elkaar moeten zijn (dat wil zeggen, als de bedrijven naar dezelfde set en hetzelfde aantal SNP's kijken). Maar hoe bedrijven die ruwe data analyseren, verschilt. En daarom kunnen de afkomstresultaten van het ene bedrijf er een beetje anders uitzien dan die van een ander.

Dit is hoe het werkt.

Bedrijven zoals 23andMe, Ancestry.com en MyHeritage vergelijken uw verzameling SNP's met bekende referentiegroepen (SNP's die meestal worden aangetroffen bij mensen van bijvoorbeeld Griekse afkomst). De tests zijn op zoek naar bewijs dat je gemeenschappelijke voorouders hebt met mensen in de referentiegroep.

Maar de referentiegroep die elk bedrijf gebruikt, kan verschillen. En de referentiegroepen veranderen voortdurend.

Als STAT-nieuws rapporten , mensen die deze tests slechts een paar jaar geleden hebben gebruikt, merken nu dat hun resultaten zijn veranderd. De bedrijven zeggen dat dit een kenmerk van hun product is en dat naarmate ze beter worden in het voorspellen van genetische afkomst, ze die informatie aan consumenten zullen doorgeven. Maar het ondergraaft ook hun marketing, wat inhoudt dat hun tests iets fundamenteels over jou onthullen.

Nog een beperking: deze referentiegroepen zijn grotendeels gebaseerd op mensen die zelf hun voorouders rapporteren. Deze mensen kunnen er vrij zeker van zijn dat ze weten waar hun familie vandaan komt, maar het is geen perfecte maatstaf.

Voorouderlijke DNA-bedrijven kunnen vaak Europees DNA opsporen in specifieke landen. Maar als u een minderheid bent, is uw rapport misschien vager. Voorafgaand tot afgelopen zomer , 23andMe kon alleen mensen koppelen aan slechts drie brede regio's in Afrika bezuiden de Sahara, een enorm gebied met veel geografische en etnische diversiteit. En dat is alleen maar omdat er niet zoveel Afrikaanse mensen in de referentiedatasets van dit bedrijf zijn.

Stel je voor dat je uit een klein stadje in Spanje komt, zegt Pickrell. Als [de testbedrijven] een heleboel mensen uit dat kleine stadje hebben, kunnen ze je echt effectief tegen hen matchen. Maar als ze geen mensen uit die specifieke kleine stad hebben, kunnen ze misschien vaststellen dat je over het algemeen Spaans of Europees bent.

Stap 3: een computerprogramma neemt een zo goed mogelijke schatting van uw voorouderlijke make-up

Er blijft nog een laatste stap over: deze bedrijven matchen je niet alleen met voorouders; ze kennen je heel specifieke percentages toe. Dus een DNA-test van je voorouders kan onthullen dat je 23 procent Europeaan, 24 procent Chinees, enzovoort bent.

Dit is waar computerprogramma's van pas komen. Het algoritme zegt: 'Laten we proberen om voorouders in verschillende combinaties samen te brengen, om een ​​vergelijkbare variatie [van SNP's] te krijgen die je hebt', zegt Erlich.

Het is op zoek naar de beste pasvorm, niet naar een perfecte match.

En het is onvolmaakt, vooral in het differentiëren tussen voorouders die genetisch erg op elkaar lijken.

Er is heel weinig [genetische] variatie in Europa, zegt Erlich als voorbeeld. Mensen uit Engeland zien er bijvoorbeeld genetisch niet zo heel anders uit dan mensen uit Ierland, zegt hij. Dus de computer maakt meer kans om de fout te maken dat iemands voorouders Engels zijn (en niet Iers), dan om de fout te maken dat iemand Engels is (en niet Taiwanees).

Bovendien moeten de programma's raden hoe ver terug in de tijd je voorouders op een bepaalde plaats leefden. Dit is ook onvolmaakt, met een reeks fouten.

De computerprogramma's zijn ook gevoelig voor de kleine fouten die in het genotyperingsproces zijn ingebouwd. En nogmaals, de output van het programma hangt af van het referentie-DNA dat het bedrijf in zijn database heeft.

Onthoud: DNA-afkomst is niet hetzelfde als erfgoed

Hier is nog iets dat belangrijk is om te onthouden: DNA-tests voor voorouders vertellen u niet waar elk lid in uw stamboom woonde. In plaats daarvan vertellen ze je hoeveel van hun DNA je hebt geërfd.

Daarom kunnen broers en zussen verschillende rapporten krijgen van DNA-afstammingsdiensten (ook al delen ze exact dezelfde familieleden). Het is mogelijk dat je broer een stukje DNA van een van je voorouders heeft geërfd dat jij niet hebt, zegt Pickrell.

Bedenk dat je de helft van je DNA van je moeder erft en de helft van je DNA van je vader. Maar je vader geeft je misschien niet alle genen door die hij heeft geërfd van bijvoorbeeld de Sardijnse kant van zijn familie.

Naarmate je verder en verder teruggaat in de tijd in je stamboom, bestaat de mogelijkheid dat je geen DNA hebt geërfd van een van je voorouders, zegt Pickrell. Betekent dit dat je geen familie bent van die persoon? Nee. Betekent dit dat je geen pierogis mag maken met hun ouderwetse recept? Natuurlijk niet. Ze zijn nog steeds een deel van uw stamboom en een deel van uw erfgoed.

DNA is niet hetzelfde als erfgoed. DNA-afstammingstests sorteren uw DNA op de geografische regio's waarvan u het waarschijnlijk heeft geërfd. Maar niet alles over onze familiegeschiedenis is geografisch.

Deze tests vertellen ons niets over de talen die onze voorouders spraken, het voedsel dat ze aten, of ze werden gevierd of vervolgd. Ze zeggen niet veel over hoe onze voorouders leefden of reisden. Bijvoorbeeld Ashkenazi [a.k.a. Oost-Europese] Joodse bevolkingsgroepen, die erg migreerden, hadden de neiging om binnen de groep te trouwen, zegt Pickrell. 23andMe zou je kunnen koppelen aan een Ashkenazi-erfgoed, maar misschien niet aan een specifieke geografische locatie.

De menselijke geschiedenis is een rommelige, migrerende aangelegenheid, veel te ingewikkeld om eenvoudig te volgen met behulp van ons DNA. En de exacte percentages van waar ons DNA vandaan komt, doen er misschien ook niet toe. Als je broer of zus iets meer Scandinavisch DNA erft dan jij, maakt dat hem dan meer Scandinavisch? Nee.

hoe ziet een scheet er van binnen uit?

Om deze redenen voelen velen zich ongemakkelijk bij het idee van erfgoed als iets dat moet worden bevestigd met DNA-bewijs - of dat mensen tot een bepaalde etnische groep behoren gebaseerd op een triviale hoeveelheid voorouders . DNA-afkomst opent een kleine deur naar ons verleden. We kunnen dingen leren zoals het feit dat vele tienduizenden jaren geleden mensen en Neanderthalers met elkaar hebben gepaard, hoewel we alleen kunnen speculeren (en op fascinerende manieren) waarom.

Maar het is maar een kleine deur, een onvolmaakte gids.

Het is waardevolle informatie, maar het zal op zichzelf nooit definitief zijn, zegt Pickrell.

Verder lezen: wat de nieuwe wetenschap van genetica echt over ons zegt