Fyrsta vísindaliga greinin um allan arvastreingin hjá føroyingum

Hannes Gislason, professari á Náttúruvísindadeildini á Fróðskaparsetri Føroya, hevur í dag útgivið fyrstu vísindaligu greinina um allan arvastreingin hjá føroyingum í viðurkenda tíðarritinum BMC Genomics hjá forlagnum Springer Nature

Í vísindaligu greinini um allan arvastreingin (heil-genomið) hjá føroyingum greinar Hannes Gislason, professari, genetiskt fjølbroytni, innannøring og skyldskap langt aftur í tíðina.

Úrslitini kunnu hava týdning fyri serstakan heilivág (personalized medicine), kanningar av genetiskum sjúkum, umframt at úrslitini kunnu hava fornfrøðiligan áhuga. Tey geva m.a. ábendingar um, at fyrsta landnám Føroya var millum ár 50 og 300, sum er upp í tvær til tríggjar øldir fyrr, enn áður hildið í fornfrøðiligum kanningum.

Genetiskt avbyrgt fólk
Føroyingar eru at rokna sum eitt genetiskt avbyrgt fólk, og eru tí sera vælegnaðir til ílegugransking.

Hetta kemst av okkara fjarskotnu støðu landafrøðiliga, og at flestu føroyingar stava frá lutfalsliga fáum niðursetufólkum. Tá fá niðursetufólk búseta nýtt land, har eingi onnur fólk búgva, so hevur tað við sær, at genetiska fjølbroytnið avmarkast, og fáir møguleikar eru at finna sær maka. Hetta kallast fløskuhálsárin (bottleneck effect), sum ofta elvir til innannøring (inbreeding), tí nær skyld fólk fáa børn. Fløskuhálsárinið er størst stutt eftir landnámið, til fólkatalið og genetiska fjølbroytnið síðani veksur somikið, at fløskuhálsárinið spakuliga minkar aftur.

SNP (Single Nucleotide Polymorphisms) eru broytingar (punkt-mutatiónir) av einstøkum bókstavi (DNA-basu A, C, G ella T) í eini  bókstavarøð av arvastreinginum í mun til eitt tilvísingargenom, sum verður brúkt til samanberingar. Hvør einstaklingur hevur meira enn tríggjar milliónir SNP, og hesi hava stóran áhuga í ílegugransking.

Fólk hava tvey avrit av kromosomum, eitt frá hvørjum foreldri. Tessvegna arva vit tvey eins ella tvey ymisk avrit av hvørji SNP-bókstavarøð í arvastreinginum. Tey tvey avritini (SNP-genotypur) verða nevnd heterozygotar, um avritini eru ymisk, og homozygotar, um avritini eru eins.

SNP-heterozygositetur (H) er samlaða talið av heterozygotum, býtt við samlaða talinum av øllum SNP-genotypum. Høgt og lágt H merkir ávikavist stórt og lágt genetiskt fjølbroytni. Ynskiligt er at hava eitt høgt H, tí lágt fjølbroytni og innannøring kann økja títtleikan av genetiskum sjúkum.

Genetiskt fjølbroytni og innannøring
Í greinini hjá Hannes Gislason er allur arvastrongurin (heil-genomið) hjá einum lítlum bólki av føroyingum greinaður við hagfrøði, forritan og teldufrøði (bioinformatikki).

Úrslitini vísa, at genetiska fjølbroytnið (H) er lutfalsliga høgt hjá einstaklingum, tí einstaklingar hava nógvar persónligar mutatiónir av nýggjari uppruna. Hinvegin er fjølbroytnið mett lágt fyri tær mutatiónir, sum føroyska fólkið hevur til felags, og sum eru av eldri uppruna.

Langar røðir av SNP, har flest allar eru homozygotar, nevnast ROH-ir (runs of homozygosity). Hesar røðir eru í greinini brúktar til at meta um innannøringina í føroyska fólkinum samanborið við innannøringina hjá bæði nútíðar- og fornaldarfólki í Evropa. Innannøringin verður mett hægst í Evropa, og líkist mest innannøringini hjá fornaldarfólki heldur enn hjá nútíðarfólki í Evropa.

Tveir hættir at granska skyldskap
Víst verður á tveir ymiskar hættir at granska skyldskap millum fólk, har báðir hættirnir brúka heilar arvastreingir.

Annar hátturin, nevndur KING-kinship, skilir ikki millum eldri (fornaldar) og nýggjari skyldskap. Tessvegna sýnast fólkini sera nær skyld, eins og systkin ella foreldur og børn teirra.

Við hinum háttinum vísir høvundurin við ástøði og úrslitum um ROH, at stóri skyldskapurin stavar frá fornaldar-skyldskapi langt aftur í tíðina.

Fløskuhálsárin og landnám Føroya
Leitað varð eftir tí fyrr nevnda fløskuhálsárininum frá landnámi Føroya. Ein eldri gen-kanning av føroyingum fann einki fløskuhálsárin, hóast leitað var eftir tí.

Í nýggju greinini verður fløskuhálsárinið funnið og brúkt til at greina fyrsta landnám Føroya.

Elsta búseting Føroya er áður frá fornfrøðiligum kanningum av brendum korni av Sandi mett at stava frá 300-talinum. Fornfrøðiligar kanningar hava víst á tvær búsetingar ár 300-500 og ár 500-700, áðrenn víkingarnir búsettu landið. Eldri búsetingar enn hesar eru higartil ikki funnar í fornfrøðiligum kanningum í Føroyum. Ein kanning av tí elsta DNA frá seyði, sum funnið er í Føroyum, bleiv mett til ár 500 (óvissa ár 370-610).

Í nýggju metingini av landnáminum - ár 50-300 - samsvarar ár 300 væl við aldursmetingina til 300-talið av elstu búsetingum á Sandi. Lægra árstalið í metingini av landnáminum, ár 50-300, gevur tó ábending um, at elstu búsetingar Føroya kunna vera upp til umleið tvær til tríggjar øldir eldri, enn áður hildið.

Eftir landnámið var fløskuhálsárinið vaksandi ár 300 til ár 600, tá tað var hægst. Síðani minkaði tað spakuliga aftur, helst vegna økt fólkatal av seinni búsetingum.

Samanberingar við 1000 Genom-verkætlanina
Onnur úrslit í hesi kanningini eru um uppruna (ancestry) og MDS-bólking (Multidimensional Scaling), samanborið við altjóða 1000 Genom-verkætlanina, har heil genom frá mongum ymiskum fólkasløgum vóru kannað.

Føroysku úrslitini um uppruna vístu, at royndarpersónarnir stavaðu frá niðursetufólkum av einamest evropeiskum uppruna (yvir 99% sannlíkindi) og møguliga nakað av blandaðum amerikanskum uppruna (undir 1% sannlíkindi).

Teir royndarpersónar, sum MDS-bólkast tættast saman, líkjast mest genetiskt. Føroysku royndarpersónarnir bólkaðu seg allir tætt saman og týðiliga burtur frá hinum fólkasløgunum. Tó mest nærhendis evropeisku og bretsku fólkasløgunum í 1000 Genom-verkætlanini.

At enda vísti kanningin eisini, at føroyingar hava nógv sjáldsom SNP-frábrigdi (rare variants). Tílík frábrigdi hava stóran áhuga í altjóða ílegugransking.

Bakstøðið fyri hesi kanningini
Tá almennar kanningar fyri CTD-sjúkuna (PCD) byrjaðu, vísti tað seg, at summi høvdu sjúkuna, hóast tey ikki høvdu tey kendu gen-frábrigdini fyri sjúkuna.

Hetta var um tað mundið, at FarGen-verkætlanin bleiv fyrireikað, og har ein altjóða serfrøðingabólkur við viðurkendum granskarum úr Bretlandi og USA vóru ráðgevarar.

Tí sendu føroyskir læknar blóðroyndir av ellivu fólkum til Bretlands til heilgenom-sekventering, har allur arvastrongurin varð lisin fyri møguliga at finna ókend gen-frábrigdi.

Tá tann kanningin var liðug, vóru dáturnar frá hesum royndum goymdar í Ílegusavninum.

Ráðgevararnir mæltu eisini til at gera eina hagfrøðiliga forkanning av øllum arvastreingjunum hjá hesum ellivu føroyingum, tó uttan at leggja dent á nakra ávísa sjúku. Hetta fyri at menna nýggjar møguleikar fyri nútíðar heil-genom-gransking av føroyska fólkinum.

Søkt var um neyðug loyvi til kanningina frá Vísindasiðseminevndini sambært Ílegulógini, sum eisini krevur kunnað samtykki frá royndarpersónunum.

Talan var um fyrstu verkætlan av sínum slag í Føroyum, har allur arvastrongurin skuldi granskast. Tá neyðugu loyvi vóru fingin til vega, vórðu dáturnar greinaðar á Fróðskaparsetrinum gjøgnum fjarsamband við servara hjá Ílegusavninum, har dáturnar eru í varðveitslu.

FarGen-verkætlanin ætlaði frá byrjan at kanna allan arvastreingin hjá nógvum føroyingum. Tá FarGen so byrjaði, varð verkætlanin tó broytt til FarGen1-verkætlanina, har 1451 føroyingar luttóku, men sum ikki kannaði allan arvastreingin (FarGen Phase I exome). Tí var framvegis lítil kunnleiki til allan arvastreingin hjá føroyingum.

Nýggja FarGen2-verkætlanin fer framyvir at kanna sjúkur og allan arvastreingin hjá fleiri føroyingum, har genomini verða lisin uttanlands hjá Afdeling for Genomisk Medicin á Ríkissjúkrahúsinum í Danmark.

Luttakarar
Føroyska luttakaratalið í hesi kanningini var lágt við bert átta luttakarum, sum játtaðu at vera við.

Hóast hetta, so vóru úrslitini fyri Føroyar sum genetiskt avbyrgt fólk mett at vera sera áhugaverd av vísindaliga tíðarritinum BMC Genomics. Talan er um bioinformatiskar kanningar av heil-genom-dátum, sum eru sekventerað við høgari góðsku (x37 coverage).

Hesar dátur innihalda fleiri milliónir SNP fyri hvønn luttakara, og hetta vigar væl upp ímóti lága luttakaratalinum.

Úrslitini vóru eisini sera eins fyri hvønn luttakara í kanningini.

Til dømis var sama árstal funnið fyri hægsta fløskuhálsárinið fyri allar luttakararnar, og onnur úrslit broyttust bert fá prosent millum luttakararnar.

Tí ávirkast niðurstøðurnar í hesi kanningini helst ikki nógv av luttakaratalinum, hóast eitt hægri luttakaratal altíð er ynskiligt. Serliga um talan hevði verið um eina sjúkukanning, har samanberingar verða gjørdar millum bólkar av sjúkum og frískum fólki.

Í kanningini av uppruna og samanberingum við 1000 Genom-verkætlanina vístu úrslitini seg eisini meinlík fyri allar føroysku luttakararnar.

Her var samlaða luttakaratalið 2459, tí føroysku dáturnar vórðu kannaðar saman við einum dátusetti av 2451 royndarpersónum úr Afrika (637 luttakarar), av blandaðum amerikanskum uppruna (336), úr Eysturasia (498), Evropa (500) og Suðurasia (480). Úr Evropa vóru 89 av 500 luttakarum úr Onglandi og Skotlandi.

Vísindaliga greinin
Hannes Gislason er sum nevnt professari á Náttúruvísindadeildini á Fróðskaparsetri Føroya, og hann er eisini útbúgvingarleiðari fyri nýggju útbúgvingina Master í Dátuvísindum, sum byrjaði í 2023.

Hansara dátuvísindaliga grein um heil-genom føroyinga er útgivin í BMC Genomics hjá forlagnum Springer Nature.

Aðrir persónar, sum hava haft týdning fyri hesa kanningina, hava í greinini fingið viðurkenning fyri sítt íkast.

Hald krevst ikki fyri at lesa greinina á heimasíðuni hjá tíðarritinum. Heitið á greinini er SNP heterozygosity, relatedness and inbreeding of whole genomes from the isolated population of the Faroe Islands. Gislason, H., 2023, í tíðarritinum: BMC Genomics. 

Greinin kann lesast her.

Hoyrið eisini samrøðu á FM1 við Hannes Gislason um nøkur av úrslitinum her.

Og samrøðu í GMF her (frá 35:30).

Eftir at greinin kom út tann 23. november í BMC Genomics, bleiv Hannes Gislason boðin at skriva um hana á BMC Series blog, sum er bloggur fyri øll BMC-tíðarritini. 

Lesið ta greinina her.