Increased ultra-rare variant load in an isolated Scottish population impacts exonic and regulatory regions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Human population isolates provide a snapshot of the impact of historical demographic processes on population genetics. Such data facilitate studies of the functional impact of rare sequence variants on biomedical phenotypes, as strong genetic drift can result in higher frequencies of variants that are otherwise rare. We present the first whole genome sequencing (WGS) study of the VIKING cohort, a representative collection of samples from the isolated Shetland population in northern Scotland, and explore how its genetic characteristics compare to a mainland Scottish population. Our analyses reveal the strong contributions played by the founder effect and genetic drift in shaping genomic variation in the VIKING cohort. About one tenth of all high-quality variants discovered are unique to the VIKING cohort or are seen at frequencies at least ten fold higher than in more cosmopolitan control populations. Multiple lines of evidence also suggest relaxation of purifying selection during the evolutionary history of the Shetland isolate. We demonstrate enrichment of ultra-rare VIKING variants in exonic regions and for the first time we also show that ultra-rare variants are enriched within regulatory regions, particularly promoters, suggesting that gene expression patterns may diverge relatively rapidly in human isolates. Author Summary Population isolates provide a valuable window on the roles of rare genetic variation in human phenotypes, as a result of their unusual evolutionary histories, that often lead to relatively high frequencies of variants that are exceptionally rare elsewhere. Such populations show increased levels of background relatedness among individuals and are often subject to stronger genetic drift, leading to a higher frequency of deleterious variants. Here, for the first time, we present whole genome sequencing data from the Shetland population in Northern Scotland, encompassing 500 individuals, and compare these genomes to the mainland Scottish population. As expected we find the imprint of Shetland population history in the Shetland genome, with strong evidence for founder effects and genetic drift, but we also discover a relaxation of selective constraint across the genome. These influences have combined to endow the Shetland genome with thousands of ultra-rare genetic variants, not observed previously in other populations. Surprisingly these variants are significantly enriched in functional regions including protein coding regions of genes and regulatory elements. Among regulatory regions, promoters are particularly enriched for ultra-rare variants, suggesting the potential for rapid divergence of gene expression in isolates.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».