DNA:n sudenkuopat ja luotettavuus

Kuinka luotettavia ovat DNA-testin kertomat tulokset ja tiedot geenisukulaisista?

Suurin sudenkuoppa piilee varmasti siinä, että erehtyy luulemaan DNA-testiä kaiken kertovaksi ihmesammoksi, jolloin siltä odottaa liikaa. 

Luotettavuudesta ensin pelkistetysti: 

1)  testit kertovat luotettavasti isä- ja äitilinjan haploryhmän. Testien osoittamat sukulaiset, "osumat",  ovat varmuudella testatun henkilön sukulaisia. Heillä on varmuudella yhteinen esivanhempi jossakin kohden menneisyyttä.

2) testin kertoma sukulaisuuden läheisyys ei ole fakta, vaan ennuste.  Se on tiedemiesten parhaaseen tietoon perustuva arvio, joka perustuu todennäköisyyteen. 

Suomalaisten DNA-harrastajien kokemukset viittaavat siihen, että suomalaiset saavat hieman liian "optimistisia" ennusteita testissä löytyneen geenisukulaisuuden läheisyydestä. Yhtenevää geeniperimäämme nostaa suomalaisten eristynyt asema tällä Suomenniemellä esihistoriassamme. Meidän geneettinen taustamme on suppea ja suljettu. Suhteessa muihin väestöihin meidän 5-miljoonaisella kansallamme on pieni määrä esivanhempia, joista me polveudumme. Lisäksi väestöhistoriassa on ollut nk. pullonkauloja: merkittävä osa väestöstä on menehtynyt ja suvunjatkajia on taas ollut aiempaa vähemmän. Läheistä sukulaisuutta osoittava yhtenevän perimän määrä saattaa siis kertyä usean eri kaukaisemman sukulaisuussuhteen summasta, ei yhdestä läheisestä sukulaisuudesta.

Perinteistä sukututkimusta harrastavat tietävät kokemuksestaan, että me voimme olla useampaa eri kautta eri asteisia serkuksia jo ajalta, jonka kirkonkirjat kattavat.  

Family Finder-tyyppisissä, koko perimää vertailevissa testeissä ennuste perustuu yhtenevän perimäaineksen kokonaismäärään ja pisimpään täysin yhtenevään jaksoon (lisäksi kaavassa on muita muuttujia). Mitä enemmän yhtenevyyttä, sitä läheisempi sukulaisuus. Kun suomalaiset polveutuvat suppeasta määrästä esivanhempia, meidän perimässämme on keskinäistä yhtenevyyttä enemmän kuin maailman väestöissä keskimäärin. Siksi saattaa käydä niin, että testi erehtyy pitämään osumia liian läheisinä serkuksina, esim. 3. serkuksi ennustettu geenisukulainen onkin vasta 4. tai 5. serkku.

Seuraavassa tarkastellaan testien luotettavuuteen ja varmuuteen liittyviä asioita yksityiskohtaisemmin. Erityisesti testien kyky ennustaa sukulaisuuden läheisyyttä (milloin viimeinen yhteinen esivanhempi eli) herättää aina keskustelua ja kysymyksiä.  

1) Isä väärän koivun takaa ?

Poika perii Y-kromosominsa geenit aina biologiselta isältään, joka on perinyt ne isältään, tämä isältään jne. Kirkonkirjoihin merkitty isä ei aina ole lapsen biologinen isä. Asiaa kutsutaan DNA-sukututkimuksessa termillä NPE, "non parental event". 

Mistä kukaan meistä tietää, onko esim. 400 vuotta sitten jollakin esiäidillämme ollut esiaviollinen suhde, jonka hedelmä sitten on kirjattu aviomiehen nimiin. Joko miehen tietämättä tai sitten hänen hiljaisella suostumuksellaan. Näin voi sattua tänään, näin on voinut sattua maailman sivu, jokaisessa suvussa.  On vaihtelevia arvioita siitä, kuinka suurella osalla lapsista biologinen isä on (ja on ollut aikojen kuluessa) muu kuin "kirkonkirjaisä". Siihen on vaikuttanut ajankohta, asuinmaa, uskonto, kulttuuri, arvot jne. On esitetty näkemys, että 2-5 % lapsista olisi muiden kuin "virallisen" isänsä jälkeläisiä. Esikoisten osalta luku on (varsin ymmärrettävästi) hieman korkeampi. %-luku ei ole oleellinen. Oleellista on, että tällainen mahdollisuus on olemassa. Kaikki DNA-harrastajat sen ymmärtävät, mutta sille ei voi mitään.    

Niinpä on olemassa tuo pieni riski, että miehen DNA-näyte ei kerrokaan hänen nimisukunsa "Tappuraisten" isälinjaa aina hamaan Aatamiin saakka. Testatun miehen (ja hänen isänsä, isoisänsä jne.)  Y-kromosomi periytyykin tuolta jonkun esiäidin satunnaiselta tuttavuudelta, eikä "Tappuraisten" sukuun kuuluvalta mieheltä. 

Itse DNA-testi ei ole nytkään epäluotettava! Se kertoo nytkin absoluuttisella varmuudella TESTATUN miehen ja hänen biologisen isälinjansa haploryhmän, Aatamiin asti. DNA-testi ei tiedä esi-isien nimiä. 

Isyystestit/sukututkimukselliset DNA-testit

Nykyiset isyystestit perustuvat DNA-testiin. Sukututkimuksessa käytettävät  Y-DNA -testit eivät kuitenkaan ole virallisia isyystestejä!  Toki ne antavat asiasta viitteitä. Isällä ja pojalla ei voi olla eri halporyhmää.  "Niilon poikiin" kuuluva isä ei voi olla "Iivarin poikiin" kuuluvan pojan biologinen isä.  Absoluuttisella varmuudella nämä testit eivät isyyttä varmista. Testi ei kykenisi esim. päättelemään ja varmistamaan, kumpi kahdesta veljeksestä on pojan isä. Siihen tarvittaisiin virallinen DNA-isyystesti. Mutta sukututkimusharrastuksen tarpeisiin testien tarkkuus on kelvollinen.

Tunnen tapauksia, joissa tietty epäily esim. huhutusta isoisästä on voitu kumota tai epäilyä varmistaa näillä DNA-harrastajan testeillä. Silloin on tietoisesti verrattu omaa ja ao. huhutun isoisän varman jälkeläisen näytettä. Tunnen tapauksen, jossa avioton lapsi on aikuisiällään löytänyt tuntemattoman isänsä, kun FamilyFinder-testin lähiosumaksi on sattunut DNA-sukututkimusta harrastava, kyseisen miehen tytär, siis tuntematon sisarpuoli. Neula heinäsuovasta, mutta loton päävoittoa suurempi mahdollisuus.  

Jos joku sanoo, että DNA-sukututkimus on humpuukia, häneltä voi kysyä: Mielenkiintoista! Sinunko geenisi eivät ole peräisin vanhemmiltasi? Keneltä olet ne saanut, pölyttämälläkö?  (En millään muotoa halua loukata esim. niitä, jotka joutuvat turvautumaan keinohedelmöitykseen. Puhun geeniperimästä ja DNA-sukututkimuksesta). 

2) Sukulaisuuden läheisyys ERI TODENNÄKÖISYYKSILLÄ 

DNA-testin löytämät geenisukulaiset (osumat) ovat siis varmuudella testihenkilön sukulaisia. Sukulaisuuden läheisyydestä annettuun ennusteeseen pitää silti suhtautua varauksella.

Sukulaisuuden läheisyys on aina todennäköisyyksiin perustuva ennuste. Tutkittaviksi merkkigeeneiksi ("markkereiksi") on valittu geenejä, joiden ennustavuus on mahdollisimman hyvä, koska niissä tapahtuu mutaatiota keskimääräistä useammin. Sukulaisten geneettinen ero (heidän tulostensa välillä tapahtuneiden mutaatioiden määrä) on tiedemiesten laskentakaavojen peruslähtökohtia. Mitä pienempi geneettinen ero, sitä vähemmän mutaatioilla on ollut aikaa tapahtua, sitä lähempänä viimeinen yhteinen esivanhempi.

Mutta luonto ei tiedä tiedemiesten kaavoista mitään. Tiedemiesten kaavat perustuvat mutaatioiden keskimääräiseen esiintymistiheyteen kussakin tutkitussa DNA-rihman kohdassa. Mutaatio on satunnainen, se sattuu kun on sattuakseen tai jättää sattumatta.  Siksi tuloksissa kerrotaan, millä todennäköisyydellä (%) "osumien" yhteinen esivanhempi on elänyt kuinkakin monen sukupolven sisällä.

Isälinja (Y-DNA)

Esimerkki isälinjan (Y-DNA) testin tavasta kertoa sukulaisuuden läheisyydestä: 

Tulosta tulkitaan seuraavasti: 90 % todennäköisyydellä osumaparin viimeinen yhteinen esi-isä on elänyt 4 sukupolven sisällä, viimeistään siis 1800-luvulla. 99 % todennäköisyydellä viimeinen yhteinen esi-isä on elänyt 8 sukupolven sisällä, viimeistään 1700-luvulla.

Äitilinja (mtDNA)

Biologinen äiti eri lailla fakta ja tiedossa kuin biologinen isä.  DNA-sukututkimuksessa ei "Non parental event" -asiaa lähtökohtaisesti liitetä äitilinjaan. Ei asia sukututkimuksellisesti ole toki aivan absoluuttinen: menneisyydessä lapsia annettiin vieraisiin perheisiin vaivihkaa, löytölapsen äidistä on epävarmuutta, biologinen äiti saattanut tietoisesti antaa "nimettömänä" lapsen adoptoitavaksi synnytyslaitokselta. Harvinaisia yksittäistapuksia kaikki.

Sukulaisuuden läheisyyden ennustaminen    

Äitilinjalla viimeisen yhteisen esiäidin elinajankohdan ennustaminen testinäytteiden geneettisen etäisyyden perusteella on vaikeampaa kuin isälinjalla. Mitokondrion DNA:ta tutkivan mtDNA-testin erottelevuus lähipolvissa ei ole hyvä. Kun mitokondriossa tapahtuvien mutaatioiden väli voi olla tuhansiakin vuosia, DNA-testillä ei ole vastaavaa lähtökohtaa päättelyyn kuin Y-kromosomin testissä. Naiset (mitokondriot) ovat keskenään homogeenisempiä kuin miehet (Y-kromosomit). Siksi mtDNA-testin "täysosumienkin" kohdalla vaihtelu sukulaisuuden läheisyydessä on suuri.

Tilatun mtDNA-testin kattavuudella (HVR 1, HVR2 tai FullGenome) on kuitenkin merkittävä vaikutus tulosten kertovuuteen. Kaikkia mitokondriorenkaan 16.569 kohtaa tutkiva Full Genome Sequence -testi (FGS) antaa tarkemman ennusteen kuin vain HVR1 ja HVR2-alueita tutkivat testit. 

FTDNA ilmoittaa testien ennustavuuden seuraavasti:

Taulukko kertoo, että

- alimman testitason (HVR1) ilmoittamilla äitilinjan "täysosumasukulaisilla" on 50 % mahdollisuus, että viimeinen yhteinen esiäiti on elänyt 52 viimeisen sukupolven aikana, siis joskus noin vuonna 700 jKr tai sen jälkeen (50 % sitä ennen).

- kun testataan sekä HVR1 että HVR2 -alue, 50 % todennäköisyydellä "täysosumasukulaisten" yhteinen esiäiti on elänyt 28 viimeisen sukupolven aikana, 1300-luvulla tai sen jälkeen.

- FGS-testi kertoo tarkimmin osumien yhteisen esiäidin elinajankohdasta. 90 % :lla  FGS-täysosumista esiäidin pitäisi löytyä 1600-luvulta tai sen jälkeen, puolilla tapauksista jopa 5 sukupolven sisältä. Mutta - mutaatio on satunnainen!  

3) Family Finder ("serkkutesti")

Family Finder-testi tutkii koko perimää, ei vain Y-kromosomia tai mitokondriota. Serkkujen löytyminen miltä tahansa sukuhaaralta perustuu siihen, että heillä on yhteisistä esivanhemmista periytyvää yhtenevää geeniperimää. Yhtenevän perimän määrä ennustaa sukulaisuuden läheisyyden. Tässäkin tuo tieto on siis ennuste, ei faktatieto.   

Lähiserkukset testi löytää hyvin muiden testitulosten joukosta. Yhtenevä perimä laimenee kuitenkin nopeasti. Mitä kaukaisemmista serkuista on kyse, sitä vaikeampi heitä on testissä päätellä (varmuudella) toistensa serkuiksi. Tähän vaikuttaa

    a) lapsi saa geeninsä puoliksi kummaltakin vanhemmaltaan, mutta satunnaisesti 

    b) isovanhemmilta tulevat perimäjaksot pilkkoutuvat eri lailla siirtyessään vanhemmilta lapsille 

    b) joka sukupolvessa lapsille tulee perimään puolet "uutta", suvun perimää laimentavaa perimää

Seuraavassa taulukossa on FamilyTreeDNA-tutkimuslaitoksen julkaisema taulukko oman FamilyFinder-testinsä kahdesta ominaisuudesta: a) kuinka paljon yhtenevää perimää serkuksilla on laskennallisesti jäljellä kussakin sukupolvessa ja b) kuinka monta % FTDNA:n Family Finder -testi periaatteessa voi tunnistaa tietokannassa olevista geeniserkuista.

Taulukkoa luetaan siis siten, että 1. serkuksilla on yhteisiltä isovanhemmilta tullutta perimää 7-10 % koko perimästä. Testi kykenee tunnistamaan kaikki testikannassa olevat 1. serkut.

3. serkuilla yhteinen perimä on laimentunut 0,3-2 %:iin. Testi kykenee tunnistamaan 90 sadasta 3. serkusta.  5. serkuksilla yhteinen perimä on laimentunut jo niin pieneksi, että vain joko kymmenennellä se riittää varman serkkuuden tunnistamiseksi.

Testi haluaa olla varma sukulaisuudesta, kun se tunnistaa serkusten DNA-näytteet tietokannasta ja ilmoittaa niistä asiakkaalle. Tunnistuskriteerit on asetettu niin tiukoiksi, että satunnaiset näytteet eivät poimiudu sukulaisiksi. Sen hintana on se, että taulukon kertoman mukaisesti kaukaisemmista serkuksista vain pieni osa löytyy testissä, vaikka näytteet olisivat verrattavien joukossa. 4. serkuista eteenpäin testituloksissa ei enää ennusteta serkkuden astetta vaan todetaan: 5. tai kaukaisempi.

Yllä oleva saattaa äkkiseltään vaikuttaa siltä, että eihän Family Finder -testillä sitten tee mitään. Nyt täytyy muistaa, että aikuisella ihmisellä (esim. kirjoittajalla) yhteiset esivanhemmat 4. serkkujenkin kanssa ovat eläneet 1800-luvun alkupuolella. Harva perinteisenkään sukututkimuksen harrastaja tuntee kaikkia 3. tai 4. serkkujaan.