23andme - анализ родства

[Mich Glitch]

Коллеги, в данной ветке будут обсуждаться вопросы определения дальнего родства для людей, имеющих пару общих предков (супругов) до 10 поколений тому назад. Иными словами поиск общих предков рожденных где-то до 1700 г. включительно путем тестирования на www.23andMe.com только двух человек.
Речь идет о родстве по любым возможным линиям, а не только по прямым мужской и женской.

На 23эндМи я уже во всю принялся бубнить на своём пиджн-инглиш в тему ссылка, кликайте!.

Хочу особо отметить, вы можете создать свой аккаунт на 23эндМи, даже не планируя тестироваться в ближайшей пятилетке.
Но это даст Вам возможность участвовать в дискуссиях и исследовать геномы протестированных. Моя учетная запись по нику Mich Glitch, или по имени Michael Temosh. Шлите мне приглашения через Genome Sharing. Можно запрашивать Extended уровень (т.е. вы получите данные и к моим медицинским данным).

[Mich Glitch]

Вот простенькая картинка, поясняющая, почему наследие по прямым линиям является преимущественным:

[Mich Glitch]

Написал на ВГД.ру. Перенесу сюда самоцитату:

Внесу ясность.
Для сравнения используется 2.99 миллиарда баз от всего генома человека. Эти базы расположены на Х-хромосоме и хромосомах с 1 по 22.
Голубым цветом обозначаются так называемые УПС (участки половинного совпадения). Оставлю пока за кадром объяснение того, что это такое.
Скажу следующее. В идеальном случае (геном равномерно и равновелико наследуется от отца и матери; фамильные линии не пересекаются и т.д.) картина следующая.
Если два человека имеют двух общих родителей, то их УПС равен 100%.
Если же два человека имеют общих деда и бабку по одной и той же линии, то их УПС равен 50%.
Можно составить табличку по поколениям и размеру УПС, измеренного в базах.

Поколение до общего предка. УПС.
1 ...................................................... 2.99 Gb (Братья-сёстры.)
2 ...................................................... 1.50 Gb (Двоюродные братья.)
3 ...................................................... 0.75 Gb (Троюродные братья.)
4 ...................................................... 0.37 Gb (Четвероюродные и т. д.)
5 ...................................................... 01.9 Gb
6 ...................................................... 0.09 Gb
7 ...................................................... 0.05 Gb
8 ...................................................... 0.02 Gb
9 ...................................................... 0.01 Gb
10 .................................................... 0.01 Gb
11 .................................................... 0 Gb (округленный 0, который еще отображается на диаграмме голубым цветом)

Табличка хороша и подкупает своей простотой, но в реальной жизни чаще всего не совпадает с действительными результатами.
Полученые значения УПС с 1 по 4 поколение много меньше.
В районе 5 - 7 поколений наблюдается примерное соответствие.
С 8 по 11 поколение действительные размеры УПС превосходят "идеальные".

Всему есть простые и понятные объяснения. Но так как речь идёт о вероятностном распределении, мы с уважаемым napobo3 стараемся особо не теоретизировать, а просто собираем и обсчитываем реальные случаи.

[Mich Glitch]

Вот недавний пример того как два приближенца нашли общих предков:

I also found a distant cousin that I didn't know about through 23andme.

In the genome view under family inheritance I found that we shared a 0.01Gb segment in the middle of the long arm on chr.12.

Overall we are 74.52% similar.

By comparing genalogical notes we found out we were in fact related (9th cousins once removed).

То есть два парня обнаружили, что у них меется УПС (участок половинного совпадения) на 12 хромосоме.
Вот их диаграмма:


А затем проверив свои генеалогические записи (дело происходит в генеалогическом раю - Норвегии), установили, что являются десятиюродными братьями. Т.е. имеют пару общих предков в 10 поколении.

[Mich Glitch]

Прекрасная новость!
Уважаемый парово3 получил данные по своему полному 67-маркерному совпаденцу:

Сравнив два генома и сделав пересрасчет по своей методике, парово3 получил следующие данные по УПС (участку половинного совпадения) четвёртой хромосомы:
Chromosome 4
Max. consecutive stretch is: 6337945 bases,  1615 SNPs
Range is: 177212402 - 183550347
Если не мудрствуя лукавя применить обычное деление на два, то получим следующее TMRCA в поколениях:

TMRCA = -log2(УПС/Размер рассматриваемого генома) = -log2(0.00634/2.99) = 8.88 поколений

Да простят меня за употребления знаков после запятой.  Если 0.006 разделим на 3. то получим 8.97, короче говоря (миллион туда, миллион сюда) 9 поколений.

Теперь отложив в стороны счёты, возьмем калькулятор http://dna-project.clan-donald-usa.org/tmrca.htm .
Исходные данные всё те же:
Number of markers 67
Number of markers that match 67
Mutation Rate 0.0022 (Из двух авторитетных скоростей мутаций: от создателей считалки FTDNA Y?67 STR 0.0028 и от Анатолия К. 0.0022 для 67-маркерных гаплотипов - беру меньшую)
Cumulative 0.9 (В табличке 0.9. Почему взял суммарную 90%? Потому как использую пока очень простенькую методу:
при совпадении именного и географического факторов, т.е. одинаково звучащая фамилия выходцев из одной страны - берём пороговую вероятность 50%;
при совпадении только географического фактора - берём 75%;
при несовпадающих факторах используем 90%.)

Имеем:
16 переходных событий (Tr. Event.). Т.е 8 поколений.

Довольно скромный разброс 8 vs 8.88 поколений. Особенно если учесть, что фактически работали по дальней границе метода.

Что портит впечатление?
Отсутствие возможности сделать документальную выверку.
Речь, в самом оптимистичном случае идет о пращуре 1770 г.р.
А так патриарх скорее всего года 1740 рождения.
Если даже предположить, что он 1700 г.р., то в данном конкретном случае это всё равно означает, ЧТО У НЕГО УЖЕ БЫЛА ФАМИЛИЯ.
А в нашем случае фамилии разные. Что это означает?
Правильно, с высокой вероятностью это означает то, что мог иметь место адюльтер.
Причем равновероятностно на любом из поколенных этажей (откинем советский период).

Хорошо бы получить еще несколько случаев двойной проверки в случае полного совпадения фамилий. А еще лучше для документально подтвержденных генеалогий.

[Mich Glitch]

В принципе, Михаил, как вы считаете, останется ли какой-либо след в хромосомах если скажем предок по прямой муж. линии поколений 20 назад жил в абсолютно другом регионе с абсолютно другим этническим фоном (если так можно выразится). Я так понял из ваших сообщений, что больше всего кажется информации остается как ни странно именно от прямой м линии.

Или не так? 

Дело обстоит следующим образом. Нынешний способ позвовляет выявить предков до 8-12 поколений.
Причем как Вы верно подметили, по прямым линиям (Y-хромосоной, или мито-ДНК) передается больше информации.
Это имеет вполне простое и прозаическое объяснение. Если скажем от папы передалось более генетического наследия, то и вероятность того, что это будет мальчик - выше.
Аналогично, если случайным образом больше наследия передалось ребенку от мамы, то вероятность того, что это будет девочка - выше.
То есть чем больше генома наследуется от одного из родителей, тем больше ребенок похож на него. Включая пол.

Рассматривается каких-то полмиллиона баз из почти 4 миллиардов всего генома.

Простым увеличением количества рассматриваемых снипов, можно увеличивать достоверно определяемое TMRCA.

А если бы это можно было делать не наобум, а выбирая только наиболее быстромутирующие и имеющие наибольшее средне-популяционное несходство маркеры, то можно лезть вглубь на тысячелетия.

Естественно придется учитывать дублирование линий. Естественно может быть наступит естественный предел, когда все коренные жители одного региона будут иметь одинаковые по размеру и положению на участках хромосом УПСы. Но на 1000 лет вглубь, думаю, заберутся. И довольно скоро.

napobo3, Adam с Вашей подачи прислал мне приглашение, которое я с радостью принял.

Вот его приближенцы:
James Rausher
Lindsay Brooke Richman
Mark Weiss
Michael McConnell
Michael Richman
Michael Waldman
William Katz

Вы заметили - всё это люди (почти всё) из Ваших приближенцев.

Как я обрадовался когда увидел, что совпадение Адам-Майкл Ричман (дочку я не беру в расчёт, это для измерения затухания интересно)

такое же, как у Вас с Майклом

Примерно там же на четвертой хромосоме, только чуть пожирнее.

Даже было почудилось, что в том же месте что у Адама и Вас:


Присмотрелся - оказывается не совсем там. Хорошо если бы Вы замерили точную зону.
А другая гаплогруппа у Майкла, отличная от вашей с Адамом окончательна поставила крест.
Предки есть но по другим фамильным линиям.
А то было бы вообще приколько - три разных фамилии от какого-то Казановы 18 века.

[Mich Glitch]

Итак, уважаемый парово3 просчитал размеры и положения всех УПСов (Участков Половинного Совпадения) для своего 67-маркерного совпаденца (далее "М-внук") и приближенца-папы (далее "Р-отец") и приближенки-дочки (далее "Р-дочь").
Итак,
парово3/М-внук
Chromosome 4
Max. consecutive stretch is: 6337945 bases,  1615 SNPs
Range is: 177212402 - 183550347

парово3/Р-отец
Chromosome 4
Max. consecutive stretch is: 6437226 bases,  1651 SNPs
Range is: 177212402 - 183649628

То есть УПС с Р-отцом лежит в той же зоне, что и с М-внуком и даже на полтора процента крупнее по размеру.
Можно предположить, что и М-внук и Р-отец отстоят от парово3 на одинаковое количество поколений.

парово3/Р-дочь
Chromosome 4
Max. consecutive stretch is: 6090050 bases,  1572 SNPs
Range is: 177544453 - 183634503

Т.е. размер УПСа с парово3 у дочери по сравнению с ее отцом сократился на 5.7%.  Т.е. для данного конкретного примера имеем затухание 5.7 * 2 = 11.4%. Далековато от медианных 25%. Что собственно еще раз подтвердает несложную вещь о том, что простое деление на два при перемещении на каждое дополнительное поколение использовать нельзя. А также говорит в пользу нашей догадки о том, что на краях интервала, т.е. при малых размерах УПСов затухание происходит медленее. Т.е. мы можем определить общего предка не до 9 поколения, а возможно до 11-12.

Теперь гипотеза от парово3 о том, как всё это могло бы быть. (Держим в голове, что совпаденец по 67 маркерам, так же как и парово3, - предок по прямой мужской линии. А вот Р-отец имеет другую гаплогруппу. То есть переходы были через женщин.)
Вот небольшая схемка, вычерченная парово3:

Стоит пояснить, почему взято 9 поколений.
Во-первых, такое значение получается из размеров УПСа при простом делении на два. Иной модели у нас нет. Достаточного количества статистических данных - тоже нет. Поэтому, понимая всё несовершенство данного подхода, используем его в качестве основного.
Во-вторых, чуть больше 8 поколений получаем с помощью калькулятора TMRCA (67 маркеров, 67 совпадений, 0.0021 скорость мутаций, 90% пороговая вероятность).

Понятно что могут быть поколенные перекосы, т.е. один и тот же человек может быть, скажем, восьмижды прадедом для парово3 и только семижды, а то и пятижды прадедом для М-внука.

Также понятно, что среднепоколенная дистанция может быть не 9, а 8.5, или 8, или 10.5.

Есть одна вещь которую, я полагаю, следует поправить. Не обязательно, что ответвление Р-отца началось с женщины. Достаточно всего одно присутствие женщины на любом поколенном переходе этой фамильной линии.

Каким может быть логическое продолжение?

Необходимо сопоставлять взаимные УПСы по всем приближенцам парово3.
Даже если предположить, что их у него всего 12 (по-моему уже больше), то и тогда придется рассматривать 78 хромосомных диаграмм.
О том, что на глубине 9 поколений имеем до 512 фамильных линий - постарамеся лучше вообще не думать.

[Mich Glitch]

О терминах.
Не заметив, что парово3 уже использует английский акроним HIR (half-identical region) для введенной им же аббревиатуры УПС (участки половинного совпадения), я использовал свою смысловую кальку HIS (half-identical segments).
Теперь тоже перехожу на использование HIRа.

[Mich Glitch]

Вот очень интересный случай.
Два человека имеют одинаковую фамилию и одинаковый Y-субклад:


А вот участков половинного совпадения (УПС) на их хромосомах не наблюдается.


Сей факт означает только одно, фамилия у этих двух господ появилась ранее 1550-1650 годов, так как последним на сегодня данным 23эндМи детектирует общих предков на максимальной глубине 12-14 поколений.

[Mich Glitch]

А гаплотипы то они не имеют, а значит вообще могут быть не родственны... разве что их общий A3b бегал с копьем в руках по Африке 50 тыс лет назад.

Centurion, согласен возможно совпадают только гаплогруппные снипы.
Но!
Налицо совпадающий именной фактор (фамилии-то одинаковые).

А насчет копья - полностью Вас поддерживаю. Это то, что я сейчас думаю, если не о субкладах, то а гаплогруппах.

Один из товарищей позиционирует себя как северного европейца (и на всех диаграммах таковым и изображен). Другой говорит о себе как о смеси и на диаграммах обозначен южным европейцем.

[Mich Glitch]

napobo3, тут случай несколько иной.
Совпадает фамилия (из не самых распространенных) и субклад (с относительно большим количеством буковок и циферок - то есть относительно молодой).

А у Балановских речь идет об однофамильцах из одного региона, но с разными субкладами. На основании чего, собственно, и было сделано заключения, что ребята не родственники.
Наших же Бойдов Балановские возможно бы обозначили как родственников (мы не знаем как соотносятся их STR маркеры, но то, что есть присущая субкладу похожесть - подразумеваем).
А вот 23эндМи столь же категорично показал, что их, Бойдов, общий предок был ранее 400-500 лет тому назад.

Может я мутно выразился идея проста.
Для совпаденцев (и только для них) я использую разные вероятности.

Если речь, скажем, идет о двух 67-маркерных совпаденцах Ивановых (совпадает географический фактор - оба из России и именной - пусть и фамилия чрезвычайно распространена), то я беру вероятность 50%.

Если речь идёт об Иванове и Сидорове (совпадает только географический фактор) то беру вероятность 75%.

В случае же Иванов - какой-нибудь МакТавиш завожу вероятность в 90%.

[Mich Glitch]

Одна из корреспонденток уважаемого napobo3 предложила подкупающую своей простотой формулу исчисления количества поколений до общего предка - п, исходя из размеров Участков Половинного Совпадения, выраженного в дробной форме - УПС.

Базируется формула на том предположении, что доля генетического наследия, переданная от родителя к ребенку, с каждым поколением уменьшается вдвое. Выглядит она сл. образом:

п = -log2(УПС)

Или приведенная к натуральным, или десятичным логарифмам (чтобы можно было считать на любом калькуляторе)

п = -ln(УПС) / ln2

Например. Для этой пары отец-сын

имеем УПС 2.83 Gb. Или, учитывая, что всего рассматривается 2.99 Gb генома,
2.83 Gb / 2.99 Gb = 0.9465 в нормализованном виде.

Что дает п = -ln0.9465 / ln2 = 0.08 поколения до общего предка.
А должны бы были иметь круглый ноль.
То есть данную формулу можно использовать для исчисления только прикидочного медианного значения.
Но уж слишком большие погрешности дает она уже в первом поколении.

О том какова величина этой погрешности и даст представление статистическая обработка данных.

По простому дед и внук должны иметь УПС = 0.5.
А мы для одного внука по разным дедам имеем два разных значения:


В первом случае 1.25 / 2.99 = 0.418.
А во втором (1.48 + 0.02 х 2) / 2.99 = 0.508

Причины погрешностей:
1) Наследие от каждого из родителей у ребенка не составляет ровной половины.
2) Рассматриваемые снипы на хромосомах не располагаются равномерно и значения отбрасываются не суммируясь, если не достигают некого порогового значения. Иными словами можно говорить о перекосах округления при исчислении УПС.
3) Во времена низкой миграционной мобильности сильны загрязнения по другим фамильным линиям. (То есть и муж и жена тоже имеют УПС.)
4) Существуют перекосы по поколенным этажам. Даже за один век этот перекос может составить 2-3 поколения. Предположим имеем предка с двойней - мальчик и девочка. Девочка в 17 лет женится и рассматриваемые потомки по этой линии - тоже женщины, рано выгодящие замуж. То есть где-то 20 лет на поколение. А мальчик женится после 30. Да и все потомки по этой линии - мужчины, женящиеся в зрелом возрасте. То есть лет 35 на поколение.
Имеем 5 поколений в первом случае и 3 во втором.

Резюмирую. Легкой жизни никто не обещает. Необходимо накапливать и обрабатывать данные.

[Mich Glitch]

Вот как www.23andMe.com определяет мой мито-субклад Н6а1 (уровень детализации панели позволяет дойти только до Н6а*, да и то - методом исключений):

H6a* defining mutations
N/A   
 
H6 defining mutations
rCRS=3914  rs41524046 
rCRS=3914  i3001458 
 
H defining mutations
rCRS=2705  rs2854128 
rCRS=7027  rs2015062 
 
PreHVsub defining mutations
N/A   
 
PreHV defining mutations
rCRS=11718  rs2853495
rCRS=11718  i3001044 
 
R defining mutations
rCRS=12704  rs2854122
 
N defining mutations
rCRS=10397  rs2853826 
rCRS=10872  rs2857284
rCRS=15300  rs28573847
rCRS=15300  i3001523
rCRS=8700  i3000759
rCRS=9539  rs2248727
rCRS=9539  i3001497

По Y-хромосоме всё выглядет несколько веселее (в плане точности):


Если только особо не расстраиваться по поводу того, что используется номенклатура ISOGG2007. (Обещали в скорости исправить.)

[Mich Glitch]

Вот это удача!
Со мной списался товарищ, имеющий протестированного восьмиюродного брата.
Точнее у господина в девятом поколении, а у его дальнего кузена в десятом поколении была общая семейная пара предков.
Иначе говоря, до двух общих предков дистанция 9.5 поколений.
Это тоже самое, как если бы был только один общий предок на дистанции 8.5 поколений.

На этом, правда, хорошие вести заканчиваются.
Общей зоны отмеченной на диаграмме хромосом родичи не имеют.

То есть возможны два варианта:
1. Размеры УПС (участков половинного совпадения) меньше округленного нуля.
2. Имел место адюльтер. Даже для скромной вероятности 2% адюльтера на поколение, при 19 имеющихся поколенных переходах, имеем вероятность расхождения билологических и официальных линий равной 2 х 19 = 38%.

Для товарища нашел одну приближенку с УПС равным 0.01 Gb. Вдруг да и повезет, и она тоже имеет проработанную родословную.

[Mich Glitch]

Михаил, а у вас нет данных по статистике сколько русских сделали тест в 23andMe?

Я могу говорить о паре десятков русскоязычных.
Вы знаете, очень интересные случаи попадаются.
Например из последнего, Мадина Дударова. Я как человек, знакомый с народами Северного Кавказа (прожил там больше 12 лет), сделал определенные предположения по поводу национальности Мадины.
А вот когда начала рассматривать её профиль - обнаружил много людей с общими предками среди носителей ашкеназских и польских фамилий. Стал склоняться к мысли о горскоеврейском происхождении. Данные же о том, что Мадина родилась на Украине - многое расставили по своим местам.

Милый пример рекомбинирования.
Папа - преимущественно европеец с азиатскими вкраплениями (первая картинка).
Мама - европейка на все 100.
У дочки происходит сокращение папиных азиатских зон (вторая картинка).