I limiti dei test di ascendenza del DNA, spiegati

I gemelli identici hanno un DNA praticamente identico. Quindi si potrebbe pensare che se un gruppo di gemelli inviasse un campione di DNA per un test di ascendenza genetica, otterrebbe esattamente gli stessi risultati, giusto?

Non necessariamente, secondo una recente indagine della Canadian Broadcasting Corporation. Infatti, i giornalisti hanno dimostrato che i gemelli non ottengono spesso gli stessi risultati da una singola azienda. E in tutto il settore, le stime di dove vivevano gli antenati di un individuo possono differire significativamente da un’azienda all’altra.

In un caso, la società di genetica di consumo 23andMe ha detto a un gemello che era al 13% “Broadly European”. Il test dell’altro gemello, nel frattempo, ha mostrato che aveva solo il 3% di antenati “ampiamente europei”, e aveva più DNA abbinato ad altre regioni più specifiche in Europa. Inoltre, quando i gemelli hanno fatto analizzare il loro DNA da cinque aziende, ognuna di esse ha dato loro risultati diversi.

Un biologo computazionale ha detto alla CBC che le differenze nei risultati erano “mistificanti”. Nel complesso, le discrepanze nei test di ascendenza non significano che la scienza genetica sia una frode e che le aziende stiano solo inventando questi numeri. Hanno più a che fare con i limiti della scienza e alcune ipotesi chiave che le aziende fanno quando analizzano il DNA per l’ascendenza.

Le aziende che forniscono test di ascendenza, come Ancestry.com e 23andMe, forniscono la precisa ripartizione ancestrale del DNA dei loro clienti. Potrebbero dire, per esempio, che l’ascendenza di qualcuno è per il 25% italiana, per il 74% asiatica orientale e per lo 0,1% sarda. Commercializzano anche il loro prodotto in un modo che suggerisce che il loro test rivela qualcosa di profondamente significativo su di te.

Nei suoi rapporti di ascendenza, 23andMe dice che “il tuo DNA racconta la storia di chi sei, e come sei collegato alle popolazioni di tutto il mondo”. L’azienda sta collaborando con AirBnb per aiutare i clienti a pianificare vacanze “heritage” nei luoghi dove hanno vissuto i loro antenati.

MyHeritage, un’altra azienda che fornisce analisi degli antenati, scrive “il nostro test del DNA ti offre la potente esperienza di scoprire ciò che ti rende unico e imparare da dove vieni veramente.”

Quello che non è sempre ovvio da questi rapporti è che si basano su stime che possono variare da azienda a azienda, e hanno fonti di errore integrate. I risultati di un’azienda possono anche cambiare nel tempo man mano che l’azienda iscrive più utenti e raccoglie più dati.

Le aziende hanno pagine web che spiegano queste limitazioni, ma bisogna scavare un po’ per trovarle. Si potrebbe facilmente acquistare uno di questi kit senza imbattersi in questo.

I test genetici dei consumatori stanno crescendo in modo esplosivo. Secondo il MIT Technology Review, 26 milioni di persone o più hanno fatto un test di ascendenza genetica. Tech Review ha anche scoperto che nel 2018, il numero di test acquistati ha superato le vendite di tutti gli anni precedenti messi insieme.

Questi test genetici costano comunemente da 60 a 100 dollari – o più se contengono informazioni sulla salute. Mentre il mercato cresce, i consumatori devono essere consapevoli di ciò che esattamente questi test stanno dicendo loro (e ancora di più quando si tratta di informazioni su salute e benessere).

Quindi cosa significa davvero quando una società ti dice che sei il 40% greco? Per rispondere a questa domanda, è utile capire cosa esattamente questi test stanno cercando, e le ipotesi che devono fare per indovinare la tua ascendenza.

“Ciò che è importante capire è che la genetica può guidare le risposte” sull’ascendenza, dice Joe Pickrell, un genetista e l’amministratore delegato di Gencove, una società che vende hardware e software di test genetici ad altre aziende. “

Anche se i test di ascendenza genetica forniscono percentuali precise sulla nostra eredità, i rapporti sono meglio considerati come stime, basate su dati imperfetti.

Passo dopo passo, vediamo perché.

Primo passo: sputare in una provetta

Ci sono circa 3 miliardi di coppie di basi – le singole lettere del nostro codice genetico – che compongono il genoma umano. Quando si sputa in una provetta e la si invia a un’azienda come 23andMe, Ancestry.com o MyHeritage, non si preoccupano di guardare ogni singola lettera. Sarebbe eccessivo.

Tutti gli esseri umani hanno circa il 99,9% del loro DNA in comune. Quindi, per accelerare il processo, i test cercano i punti del genoma in cui le persone variano comunemente l’una dall’altra.

Sono punti in cui tu potresti avere il nucleotide (la molecola che forma una metà di una coppia di basi) adenina e io ho la timina. Tutto qui. In tutto, questi cambiamenti di una sola lettera nel nostro DNA possono aiutare a spiegare perché una persona è più alta di un’altra, o perché uno ha gli occhi marroni e un altro verdi.

In gergo scientifico, queste variazioni sono chiamate polimorfismi a singolo nucleotide, o SNPs (pronunciato “snip”). Le aziende possono analizzare mezzo milione di SNPs o più in un test di ascendenza.

Quando un’azienda di test genetici riceve un tubo della tua saliva per posta, deve prima estrarre il DNA da esso. “Si rimuovono i detriti cellulari, le proteine, tutte le cose che non sono DNA”, spiega Yaniv Erlich, il chief science officer di MyHeritage. Fanno delle copie del tuo DNA, poi le dividono in pezzi più corti.

I pezzi vengono poi inseriti in una macchina chiamata array di genotipizzazione. Queste matrici, e questa è una semplificazione assoluta, funzionano come un selezionatore di monete, ma per gli SNP. Diranno alle aziende quali versioni di SNPs hai ereditato, e in quale posizione nel genoma.

Molti SNPs sono senza significato quando si tratta della nostra salute. Ma possono essere utili punti di partenza per rintracciare gli antenati. Questo perché, come ogni altra cosa nel nostro genoma, gli SNP vengono trasmessi attraverso le generazioni. Più SNP abbiamo in comune con un’altra persona, più è probabile che condividiamo un’ascendenza simile e più recente. La vostra ascendenza viene stimata confrontando i vostri risultati SNP con un database genetico di persone con ascendenze note (maggiori informazioni nella prossima sezione).

Ecco la prima fonte di potenziali discrepanze nei test di ascendenza: Anche se questi array di genotipizzazione sono estremamente precisi, sono inclini a fare piccoli errori.

“Stiamo parlando del 99,9% di accuratezza per questi array”, dice Erlich. Ma anche con quell’alto livello di precisione, quando si elaborano 1 milione di posti nel genoma, si potrebbero ottenere 1.000 errori. Questi piccoli errori da soli possono aiutare a spiegare perché un gemello potrebbe avere risultati leggermente diversi da un altro. (Questa fonte di errore è il motivo per cui anche i risultati sanitari che si ottengono dalle aziende di test genetici possono mostrare discrepanze)

Secondo passo: il tuo DNA viene confrontato con il DNA di altre persone con antenati noti

Errori a parte, la genotipizzazione che otteniamo da ciascuna delle aziende di test per consumatori dovrebbe essere quasi identica all’altra (cioè, se le aziende stanno guardando lo stesso insieme e numero di SNPs). Ma il modo in cui le aziende analizzano i dati grezzi varia. Ed è per questo che i risultati di un’azienda potrebbero essere un po’ diversi da quelli di un’altra.

Ecco come funziona.

Aziende come 23andMe, Ancestry.com e MyHeritage confrontano il tuo set di SNPs con gruppi di riferimento noti (SNPs che tendono ad essere trovati in persone di, diciamo, origine greca). I test cercano la prova che hai antenati comuni con le persone del gruppo di riferimento.

Ma il gruppo di riferimento che ogni azienda usa può essere diverso. E i gruppi di riferimento cambiano continuamente.

Come riporta STAT news, le persone che hanno usato questi test solo pochi anni fa stanno ora scoprendo che i loro risultati sono cambiati. Le aziende dicono che questa è una caratteristica del loro prodotto, e che man mano che migliorano la previsione dell’ascendenza genetica, trasmettono queste informazioni ai consumatori. Ma questo sminuisce anche il loro marketing, che implica che i loro test rivelano qualcosa di fondamentale su di te.

Un’altra limitazione: Questi gruppi di riferimento sono in gran parte basati su persone che si auto-riferiscono i loro antenati. Queste persone possono essere abbastanza sicure di sapere da dove vengono le loro famiglie, ma non è una misura perfetta.

Le aziende di DNA ancestrale possono spesso rintracciare il DNA europeo in paesi specifici. Ma se sei una minoranza, il tuo rapporto potrebbe essere più vago. Prima dell’estate scorsa, 23andMe poteva abbinare le persone solo a tre ampie regioni dell’Africa sub-sahariana, che è un’area enorme con un sacco di diversità geografica ed etnica. E questo solo perché non ci sono così tante persone africane nei set di dati di riferimento di questa azienda.

“Immaginate di venire da una piccola città in Spagna”, dice Pickrell. “Se hanno un mucchio di persone provenienti da quella piccola città, possono confrontarti con loro in modo molto efficace”. Ma se non hanno persone provenienti da quella specifica cittadina, potrebbero semplicemente determinare che sei ampiamente spagnolo, o europeo.

Fase 3: un programma per computer fa un’ipotesi sulla tua composizione ancestrale

Un ultimo passo rimane: Queste aziende non si limitano ad abbinarti agli antenati, ma ti assegnano percentuali molto specifiche. Così un test del DNA per gli antenati potrebbe rivelare che sei il 23% europeo, il 24% cinese, e così via.

È qui che entrano in gioco i programmi informatici. “L’algoritmo dice: ‘Proviamo a mettere insieme gli antenati in diverse combinazioni, per ottenere una variazione simile a quella che hai tu'”, dice Erlich.

Si cerca il miglior adattamento, non una corrispondenza perfetta.

Ed è imperfetto soprattutto nel differenziare tra antenati che sembrano molto simili geneticamente.

“C’è una variazione molto piccola in Europa”, dice Erlich, come esempio. Le persone provenienti dall’Inghilterra, per esempio, non sembrano davvero così geneticamente diverse dalle persone provenienti dall’Irlanda, dice. Quindi è più probabile che il computer commetta l’errore che gli antenati di una persona fossero inglesi (e non irlandesi), piuttosto che commettere l’errore che una persona sia inglese (e non taiwanese).

Inoltre, i programmi devono fare delle ipotesi su quanto indietro nel tempo siano vissuti i vostri antenati in un determinato luogo. Anche questo è imperfetto, con una gamma di errori.

I programmi informatici sono anche sensibili ai piccoli errori incorporati nel processo di genotipizzazione. E, ancora una volta, il risultato del programma dipende dal DNA di riferimento che l’azienda ha nel suo database.

Ricorda: L’ascendenza del DNA non è la stessa cosa dell’eredità

Ecco un’altra cosa importante da ricordare: I test del DNA di Ancestry non ti dicono dove ha vissuto ogni membro del tuo albero genealogico. Invece, ti dicono quanto del loro DNA hai ereditato.

Questo è il motivo per cui i fratelli possono ottenere rapporti diversi dai servizi di antenati del DNA (anche se condividono esattamente gli stessi parenti). “È possibile che tuo fratello abbia ereditato un pezzo di DNA da uno dei tuoi antenati che tu non hai ereditato”, dice Pickrell.

Ricorda che tu erediti metà del tuo DNA da tua madre e metà da tuo padre. Ma tuo padre potrebbe non trasmetterti tutti i geni che ha ereditato, per esempio, dal lato sardo della sua famiglia.

Come ti sposti sempre più indietro nel tempo sul tuo albero genealogico, “c’è qualche possibilità che tu non abbia ereditato alcun DNA da uno dei tuoi antenati”, dice Pickrell. Questo significa che non siete imparentati con quella persona? No. Significa che vi è proibito fare pierogi con la loro ricetta consumata dal tempo? Certo che no. Sono ancora una parte del vostro albero genealogico, e una parte del vostro patrimonio.

Il DNA non è la stessa cosa del patrimonio. I test di ascendenza del DNA ordinano il tuo DNA in base alle regioni geografiche da cui probabilmente l’hai ereditato. Ma non tutto ciò che riguarda le nostre storie familiari è geografico.

Questi test non ci dicono quali lingue parlavano i nostri antenati, il cibo che mangiavano, o se erano celebrati o perseguitati. Non dicono molto su come i nostri antenati vivevano o viaggiavano. Per esempio “le popolazioni ebree ashkenazite, che erano molto migratorie, tendevano a sposarsi all’interno del gruppo”, dice Pickrell. 23andMe potrebbe corrispondere a un’eredità ashkenazita, ma forse non a una specifica posizione geografica.

La storia umana è un affare disordinato e migratorio, troppo complicato da tracciare semplicemente usando il nostro DNA. E anche le percentuali esatte della provenienza del nostro DNA possono non avere importanza. Se tuo fratello eredita un po’ più DNA scandinavo di te, questo lo rende più scandinavo? No.

Per queste ragioni, molti sono a disagio con l’idea dell’eredità come qualcosa che deve essere corroborata dalla prova del DNA – o che le persone appartengono a un certo gruppo etnico sulla base di una quantità banale di antenati. L’ascendenza del DNA apre una piccola porta sul nostro passato. Possiamo imparare cose come il fatto che molte decine di migliaia di anni fa, gli umani e i Neanderthal si sono accoppiati, anche se possiamo solo speculare (e in modi affascinanti) sul perché.

Ma è solo una piccola porta, una guida imperfetta.

“È un’informazione preziosa, ma non sarà mai, da sola, definitiva”, dice Pickrell.

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