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Kohailan M, Aamer W, Syed N, Padmajeya S, Hussein S, Sayed A, Janardhanan J, Palaniswamy S, El Hajj N, Al-Shabeeb Akil A, Fakhro KA. Patterns and distribution of de novo mutations in multiplex Middle Eastern families. J Hum Genet 2022; 67:579-588. [PMID: 35718832 PMCID: PMC9510050 DOI: 10.1038/s10038-022-01054-9] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/01/2022] [Revised: 05/23/2022] [Accepted: 05/24/2022] [Indexed: 11/10/2022]
Abstract
While de novo mutations (DNMs) are key to genetic diversity, they are also responsible for a high number of rare disorders. To date, no study has systematically examined the rate and distribution of DNMs in multiplex families in highly consanguineous populations. Leveraging WGS profiles of 645 individuals in 146 families, we implemented a combinatorial approach using 3 complementary tools for DNM discovery in 353 unique trio combinations. We found a total of 27,168 DNMs (median: 70 single-nucleotide and 6 insertion-deletions per individual). Phasing revealed around 80% of DNMs were paternal in origin. Notably, using whole-genome methylation data of spermatogonial stem cells, these DNMs were significantly more likely to occur at highly methylated CpGs (OR: 2.03; p value = 6.62 × 10−11). We then examined the effects of consanguinity and ethnicity on DNMs, and found that consanguinity does not seem to correlate with DNM rate, and special attention has to be considered while measuring such a correlation. Additionally, we found that Middle-Eastern families with Arab ancestry had fewer DNMs than African families, although not significant (p value = 0.16). Finally, for families with diseased probands, we examined the difference in DNM counts and putative impact across affected and unaffected siblings, but did not find significant differences between disease groups, likely owing to the enrichment for recessive disorders in this part of the world, or the small sample size per clinical condition. This study serves as a reference for DNM discovery in multiplex families from the globally under-represented populations of the Middle-East.
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Affiliation(s)
- Muhammad Kohailan
- College of Health and Life Sciences, Hamad Bin Khalifa University, P.O. Box 34110, Doha, Qatar
| | - Waleed Aamer
- Department of Human Genetics, Sidra Medicine, P.O. Box 26999, Doha, Qatar
| | - Najeeb Syed
- Biomedical Informatics Division, Sidra Medicine, P.O. Box 26999, Doha, Qatar
| | - Sujitha Padmajeya
- Department of Human Genetics, Sidra Medicine, P.O. Box 26999, Doha, Qatar
| | - Sura Hussein
- Department of Human Genetics, Sidra Medicine, P.O. Box 26999, Doha, Qatar
| | - Amira Sayed
- Department of Human Genetics, Sidra Medicine, P.O. Box 26999, Doha, Qatar
| | - Jyothi Janardhanan
- Department of Human Genetics, Sidra Medicine, P.O. Box 26999, Doha, Qatar
| | | | - Nady El Hajj
- College of Health and Life Sciences, Hamad Bin Khalifa University, P.O. Box 34110, Doha, Qatar
| | | | - Khalid A Fakhro
- College of Health and Life Sciences, Hamad Bin Khalifa University, P.O. Box 34110, Doha, Qatar. .,Department of Human Genetics, Sidra Medicine, P.O. Box 26999, Doha, Qatar. .,Department of Genetic Medicine, Weill-Cornell Medical College, P.O. Box 24144, Doha, Qatar.
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Abstract
Paternal age at conception has been increasing. In this review, we first present the results from the major mammalian animal models used to establish that increasing paternal age does affect progeny outcome. These models provide several major advantages including the possibility to assess multi- transgenerational effects of paternal age on progeny in a relatively short time window. We then present the clinical observations relating advanced paternal age to fertility and effects on offspring with respect to perinatal health, cancer risk, genetic diseases, and neurodevelopmental effects. An overview of the potential mechanism operating in altering germ cells in advanced age is presented. This is followed by an analysis of the current state of management of reproductive risks associated with advanced paternal age. The numerous challenges associated with developing effective, practical strategies to mitigate the impact of advanced paternal age are outlined along with an approach on how to move forward with this important clinical quandary.
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Affiliation(s)
- Peter T. K. Chan
- Department of Urology, McGill University Health Centre, Montreal, QC, Canada
| | - Bernard Robaire
- Department of Pharmacology & Therapeutics, McGill University, Montreal, QC, Canada
- Department of Obstetrics & Gynecology, McGill University, Montreal, QC, Canada
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Enck P, Goebel-Stengel M, Rieß O, Hübener-Schmid J, Kagan KO, Nieß AM, Tümmers H, Wiesing U, Zipfel S, Stengel A. [Twin research in Germany]. Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz 2021; 64:1298-1306. [PMID: 34524474 PMCID: PMC8441034 DOI: 10.1007/s00103-021-03400-2] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/19/2020] [Accepted: 07/23/2021] [Indexed: 12/16/2022]
Abstract
Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden weltweit Zwillingskohorten aufgebaut, die inzwischen ca. 1,5 Mio. Zwillinge umfassen und zwischen 1950 und 2012 über 2748 Zwillingsstudien hervorgebracht haben. Diese Zahl steigt jedes Jahr um weitere 500 bis 1000. Die Unterrepräsentanz deutscher Zwillingsstudien in diesen Datenbanken lässt sich nicht allein durch den Missbrauch medizinischer Forschung im Nationalsozialismus erklären. Entwicklung und Ausbau großer Zwillingskohorten sind ethisch und datenschutzrechtlich eine Herausforderung. Zwillingskohorten ermöglichen jedoch die Langzeit- und Echtzeiterforschung vieler medizinischer Fragestellungen; und die Zwillingsstudien tragen auch nach der Entschlüsselung des Humangenoms erheblich zur Beantwortung der Frage nach Anlage oder Umwelt als mögliche Erkrankungsauslöser bei. Derzeit gibt es 2 deutsche Zwillingskohorten: die biomedizinische Kohorte HealthTwiSt mit ca. 1500 Zwillingspaaren und TwinLife, eine soziologisch-psychologische Kohorte mit ca. 4000 Zwillingspaaren. Daneben gibt es krankheitsspezifische Kohorten. 2016 startete das TwinHealth-Konsortium der Medizinischen Fakultät der Universität Tübingen mit dem Ziel, eine forschungsoffene und nachhaltige Zwillingsforschung am Standort Tübingen zur Bearbeitung unterschiedlicher Fragestellungen zu etablieren. Der Artikel bietet mithilfe einer systematischen Literaturrecherche und einer medizinhistorischen Betrachtung einen Überblick über die weltweite und nationale Entwicklung von Zwillingsstudien und -datenbanken der letzten 100 Jahre. Anhand der Tübinger TwinHealth-Initiative beleuchtet er den Aufbau eines Zwillingskollektivs und dessen juristische, ethische und Datenschutzaspekte.
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Affiliation(s)
- Paul Enck
- Innere Medizin VI, Psychosomatische Medizin und Psychotherapie, Universitätsklinikum Tübingen, Osianderstr. 5, 72076, Tübingen, Deutschland
| | - Miriam Goebel-Stengel
- Innere Medizin VI, Psychosomatische Medizin und Psychotherapie, Universitätsklinikum Tübingen, Osianderstr. 5, 72076, Tübingen, Deutschland. .,Klinik für Innere Medizin, Helios Klinik Rottweil, Rottweil, Deutschland.
| | - Olaf Rieß
- Institut für Medizinische Genetik und Angewandte Genomik, Universitätsklinikum Tübingen, Tübingen, Deutschland
| | - Jeannette Hübener-Schmid
- Institut für Medizinische Genetik und Angewandte Genomik, Universitätsklinikum Tübingen, Tübingen, Deutschland
| | - Karl Oliver Kagan
- Department für Frauengesundheit, Universitäts-Frauenklinik, Universitätsklinikum Tübingen, Tübingen, Deutschland
| | - Andreas Michael Nieß
- Innere Medizin V, Sportmedizin, Universitätsklinikum Tübingen, Tübingen, Deutschland
| | - Henning Tümmers
- Institut für Ethik und Geschichte der Medizin, Universität Tübingen, Tübingen, Deutschland
| | - Urban Wiesing
- Institut für Ethik und Geschichte der Medizin, Universität Tübingen, Tübingen, Deutschland
| | - Stephan Zipfel
- Innere Medizin VI, Psychosomatische Medizin und Psychotherapie, Universitätsklinikum Tübingen, Osianderstr. 5, 72076, Tübingen, Deutschland
| | - Andreas Stengel
- Innere Medizin VI, Psychosomatische Medizin und Psychotherapie, Universitätsklinikum Tübingen, Osianderstr. 5, 72076, Tübingen, Deutschland
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