系統発生フレームワークは、Y-STRバリアントの発見と大規模な並列シーケンスを介して分類を促進します

Y染色体（Y-STRS）の男性特異的領域での短いタンデムリピートは、ハプロタイプとして永続的にリンクされているため、Y-STRシーケンスの多様性は、単一ヌクレオチド多型によって定義されたハプログループの系統発生の堅牢なフレームワーク内で考慮することができます（SNPS））。ここでは、PromegaのPrototype PowerSeq™Auto/Y Systemキットの23 Y-STRSを分析するために、大規模な並列シーケンス（MPS）を使用します（PowerPlex®Y23[PPY23]システムのマーカーを含む）100個のDiverse Y染色体のセットに含まれています。その系統発生関係は、以前のメガベースの規模の再標準から知られています。おそらく体細胞変異に起因する対立遺伝子の重複と対立遺伝子を含め、2311対立遺伝子を特徴づけ、同じサンプルセットの毛細管電気泳動（CE）データと99.83％の一致を示しました。このセットには、267個の異なるシーケンスベースの対立遺伝子（CEで検出可能な169と比較して58％の増加）が含まれています。バリエーションには、反復領域と隣接領域の両方でSNP/インデルの非参照バリアントを含む46個の異なる対立遺伝子と、反復パターンバリアント（RPV）を含む145個の異なる対立遺伝子が含まれます。DYS385A、B、DYS481、およびDYS390の場合、以前は不変であると考えられていた短い隣接セグメントで繰り返しカウント変動を観察し、これらに基づいた新しいMPSベースの構造指定を提案しました。Y系統発生のコンテキストで観察された変動を考慮しました。SNPとインデルでは、そのようなバリアントタイプの低い突然変異率を反映して、いくつかの特定のハプロープ関連の関連が観察されました。ただし、RPVは、比較的高い突然変異率を反映して、系統発生のコヒーレンスが少なくなり、再発が増えたことが示されました。結論として、我々の研究は、MPS分析を介してPPY23セットのY-STRSでかなりの追加の多様性を明らかにし、CEデータとの高い一致を示し、命名法の標準化を促進し、Y-STRシーケンスのバリアントを系統発生の状況に配置します。

Short tandem repeats on the male-specific region of the Y chromosome (Y-STRs) are permanently linked as haplotypes, and therefore Y-STR sequence diversity can be considered within the robust framework of a phylogeny of haplogroups defined by single nucleotide polymorphisms (SNPs). Here we use massively parallel sequencing (MPS) to analyse the 23 Y-STRs in Promega's prototype PowerSeq™ Auto/Mito/Y System kit (containing the markers of the PowerPlex® Y23 [PPY23] System) in a set of 100 diverse Y chromosomes whose phylogenetic relationships are known from previous megabase-scale resequencing. Including allele duplications and alleles resulting from likely somatic mutation, we characterised 2311 alleles, demonstrating 99.83% concordance with capillary electrophoresis (CE) data on the same sample set. The set contains 267 distinct sequence-based alleles (an increase of 58% compared to the 169 detectable by CE), including 60 novel Y-STR variants phased with their flanking sequences which have not been reported previously to our knowledge. Variation includes 46 distinct alleles containing non-reference variants of SNPs/indels in both repeat and flanking regions, and 145 distinct alleles containing repeat pattern variants (RPV). For DYS385a,b, DYS481 and DYS390 we observed repeat count variation in short flanking segments previously considered invariable, and suggest new MPS-based structural designations based on these. We considered the observed variation in the context of the Y phylogeny: several specific haplogroup associations were observed for SNPs and indels, reflecting the low mutation rates of such variant types; however, RPVs showed less phylogenetic coherence and more recurrence, reflecting their relatively high mutation rates. In conclusion, our study reveals considerable additional diversity at the Y-STRs of the PPY23 set via MPS analysis, demonstrates high concordance with CE data, facilitates nomenclature standardisation, and places Y-STR sequence variants in their phylogenetic context.