Distribution and frequencies of medicaly relevant mutations in the Puerto Rican population

Abstract

Detection of medically related mutations is fundamental to both the successful treatment and overall improvement in the quality of life for human populations with increased susceptibility to human disorders. On the population level, the identification of people with higher risk for diseases are necessary for maximizing detection and early intervention. The Puerto Rican population is ethnically rich, consisting of a contribution of three ancestral populations from Africa, Europe and native America, and it is expected for inherited disease prevalence to vary greatly due to the local genetic differences. It is useful to map the genetic component of inherited diseases across the island to provide a baseline for future epidemiological studies. In this study, we used the available genome sequences from the 1000 Genomes Project (PUR) and an additional subset of samples representing the entire island’s population (LGDS) that was genotyped with Illimina TruSeq exome panel. Replicate analysis was conducted for each municipality to estimate genotyping errors. In the Puerto Rican population from the 1000 Genomes Project as well as in the LGDS cohort, these markers show frequencies close to what is expected in the European population. However, some genes show population frequencies that deviate significantly (>2 s2 away) from the combined distribution. Most of these exceptions can be explained by the African admixture altering the frequencies of the alleles in Puerto Ricans when the frequencies of those alleles in Africa are highly different to those in Europe, but there are notable exceptions indicating that other evolutionary processes such as drift and selection may also be determining frequencies of the medically relevant markers in the island population of Puerto Rico. This knowledge will be used to develop recommendations for the use of next generation sequencing technology in health service practices, specifically in neonatal testing for the presence of inherited diseases.

La detección de mutaciones relacionadas a la medicina es fundamental en el tratamiento y la calidad de vida de las poblaciones humanas con una mayor susceptibilidad a estos trastornos. A nivel de la población, la identificación de grupos con mayor riesgo de estas enfermedades es necesaria para maximizar la detección y la intervención temprana de ellas. La población puertorriqueña es étnicamente rica, y consiste en la contribución de las tres poblaciones ancestrales África, Europa y América, y se espera que la prevalencia de la enfermedad hereditaria varíe mucho debido a las diferencias genéticas locales. Es útil mapear el componente genético de las enfermedades hereditarias en toda la isla para proporcionar una base para los futuros estudios epidemiológicos. En este estudio, utilizamos los genomas disponibles del estudio “1000 Genomes Project” (PUR) y un subconjunto adicional de muestras que representan la población de toda la isla (LGDS) que se genotipó con el panel del exoma Illimina TruSeq. Se realizó un análisis replicado para cada municipio para estimar los errores de genotipo. En la población puertorriqueña “1000 Genomes Project y en el conjunto de LGDS, estos marcadores muestran frecuencias cercanas a las esperadas en la población europea. Sin embargo, algunos genes muestran frecuencias de población que se desvían significativamente (> 2 s2 de distancia) de la distribución combinada. La mayoría de estas excepciones pueden explicarse por la mezcla con africanos que altera las frecuencias de los alelos en los puertorriqueños cuando las frecuencias de los alelos en África son marcadamente diferente a Europa, pero hay excepciones notables que indican que otros procesos evolutivos como la deriva y la selección también pueden determinar las frecuencias de los marcadores médicamente relevantes en la población de la isla de Puerto Rico. Este conocimiento se utilizará para desarrollar recomendaciones para el uso de la tecnología de secuenciación de próxima generación en los servicios de salud, específicamente en las pruebas neonatales para la presencia de enfermedades hereditarias.