Twins from different fathers: A heteropaternal superfecundation case report in Colombia / Gemelos de diferentes padres: un caso de superfecundación heteropaternal en Colombia

Abstract: Heteropaternal superfecundation is an extremely rare phenomenon that occurs when a second ova released during the same menstrual cycle is additionally fertilized by the sperm cells of a different man in separate sexual intercourse. In August, 2018, the Grupo de Genética de Poblaciones e Identificación at Universidad Nacional de Colombia received a request to establish the paternity of a pair of male twins with genetic markers. The following analyses were performed: amelogenin gene, autosomal short tandem repeat (STR), and Y-STR analyses by means of human identification commercial kits, paternity index, and the probability of paternity calculation and interpretation. A paternity index of 2.5134E+7 and a probability of paternity of 99.9999% for twin 2 were obtained while 14 out of 17 Y-chromosome markers and 14 out of 21 autosomal short tandem repeats were excluded for twin 1. The results indicated that the twins have different biological fathers. Although heteropaternal superfecundation is rarely observed among humans given its low frequency, in paternity disputes for dizygotic twins it is mandatory to demand the presence of the two twins in the testing to avoid wrong conclusions.

Resumen: La superfecundación heteropaternal es un fenómeno extremadamente raro que se produce cuando un segundo óvulo, liberado durante el mismo ciclo menstrual, es fertilizado por un espermatozoide de un hombre diferente en relaciones sexuales separadas. En agosto de 2018, el Grupo de Genética de Poblaciones e Identificación de la Universidad Nacional de Colombia recibió una solicitud para establecer la paternidad mediante marcadores genéticos de un par de mellizos varones, en quienes se hizo el análisis del gen de amelogenina, el análisis de repeticiones cortas en tándem (Short Tandem Repeats, STR) autosómicas y del cromosoma Y (Y-STR) mediante kits comerciales de identificación humana y cálculos e interpretación del índice de paternidad y probabilidad de paternidad. Se obtuvo un índice de paternidad de 2,5134E+7 y una probabilidad de paternidad de 99,9999 % para el gemelo 2, en tanto que en el gemelo 1 se excluyeron 14 de los 17 marcadores del cromosoma Y y 14 de los 21 sistemas STR autosómicos evaluados. Los resultados indicaron que los gemelos tienen diferentes padres biológicos. A pesar de que la superfecundación heteropaternal rara vez se observa en humanos debido a su baja frecuencia, en las disputas de paternidad para los gemelos dicigóticos, es obligatorio exigir en la prueba la presencia de los dos gemelos para evitar conclusiones incorrectas.

Paciente masculino con cariotipo 46 XX negativo para el gen SRY y sin ambigüedad genital: reporte de un caso / Male patient 46, XX SRY -negative and unambiguous genitalia: A case report

En la mayoría de los casos, la diferenciación sexual masculina ocurre con la participación del gen SRY. Sin embargo, se pueden presentar otros genotipos excepcionales, como en el caso que se presenta en este reporte. Se trata de un paciente adulto de sexo masculino atendido en el Servicio de Paternidades del Instituto de Genética de la Universidad Nacional de Colombia. Se le hicieron los análisis del gen de la amelogenina y de repeticiones cortas en tándem (Short Tandem Repeat, STR) específicas para el gen SRY con estuches comerciales de identificación humana, así como los de cariotipo convencional e hibridación in situ fluorescente del SRY, y el estudio de microdeleciones del cromosoma Y mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Se le hizo la evaluación clínica y se le brindó asesoramiento genético. El paciente no presentaba ambigüedad genital, su cariotipo era 46 XX, y el perfil molecular era negativo para el gen SRY y positivo para el ZFY. Se le diagnosticó un trastorno de diferenciación sexual 46 XX testicular no sindrómico, una rara condición genética. Solo el 20 % de los pacientes con este diagnóstico son negativos para SRY y exhiben perfiles moleculares diversos. La información disponible parece indicar que el ZFY está relacionado con la diferenciación sexual masculina, aún en ausencia del gen SRY.

In most cases, male sexual differentiation occurs with SRY gene mediation. However, exceptional genotypes have been identified, as shown in this paper. This was a male adult patient seen at the Servicio de Paternidades, Instituto de Genética, Universidad Nacional de Colombia. The following procedures were carried out: Amelogenin gene and short tandem repeat analyses using human identification commercial kits, conventional karyotype, SRY fluorescent in situ hybridization, PCR analysis for Y chromosome microdeletions, clinical evaluation, and genetic counseling. We present an adult male with unambiguous genitalia, karyotype 46,XX, and an SRY negative and ZFY positive molecular profile. The diagnosis of nonsyndromic 46,XX testicular disorder of sex development (DSD) -a rare genetic condition- was established. Only 20 % of similarly diagnosed patients are SRY negative and exhibit diverse molecular profiles. Until now, available evidence seems to indicate that, even in the absence of SRY, the ZFY factor is involved in male sexual differentiation.

Mitochondrial DNA Analysis of a Sample of Pre-Columbian Acient Remains from Norte de Santander, Colombia (Chitarera Cultural Area) / Análisis de adn mitocondrial en una muestra de restos óseos precolombinos de norte de santander, colombia (área cultural chitarera)

RESUMEN Los análisis de ADN antiguo (ADNa) han incrementado en los últimos años permitiendo conocer la diversidad genética de las poblaciones precolombinas. En Colombia, existen pocos registros arqueológicos de la población prehispánica del Norte de Santander habitada en el siglo XVI por el grupo Chitarero. Por este motivo, nos propusimos analizar la diversidad genética a partir de secuencias de la región HVRI del ADNmt y determinar sus posibles relaciones con otras comunidades tanto antiguas como contemporáneas. Se analizaron siete individuos precolombinos asociados a este grupo prehispánico, recuperados en los municipios de Cácota y Silos en el departamento de Norte de Santander de los Andes Orientales colombianos, siguiendo criterios estrictos de autenticidad para el ADNa. En todos los individuos se logró identificar el haplogrupo B caracterizado por el polimorfismo en la posición 16217C, siendo éste uno de los más frecuentes en comunidades precolombinas y contemporáneas de los Andes Suramericanos. Este hallazgo indica que este grupo poblacional se encuentra estrechamente emparentado por línea materna, con posibles índices de endogamia, con una probable densidad demográfica baja y una baja diversidad genética, similares a lo observado en comunidades pertenecientes a periodos anteriores como el Formativo. Este grupo precolombino exhibe una de las diversidades genéticas más bajas reportadas en las poblaciones pertenecientes a la familia lingüistica Chibcha. Estos resultados genéticos coinciden con los planteamientos sobre el grupo Chitarero de pertenecer a comunidades pequeñas independientes, con asentamientos dispersos, apartados unos de otros.

ABSTRACT In the last few years there has been an increase in ancient DNA (aDNA) analyses that has allowed shedding light on the diversity of pre-Columbian populations. In Colombia, there are few archaeological records belonging to the prehispanic population from Norte de Santander inhabited in the XVI century by the Chitarero. For this reason, we performed a genetic diversity analysis of the HVRI region of mtDNA in order to determine their possible relationships with other communities both ancient and contemporary. We analyzed seven pre-Columbian individuals belonging to this pre-Hispanic group, recovered from the municipalities of Cácota and Silos in the department of Norte de Santander located at the Colombian Andes, following strict authenticity criteria for aDNA. All individuals were identified as belonging to haplogroup B, characterized by the polymorphism found at position 16217C which is one of the most frequent haplogroups in pre-Columbian and contemporary communities of the South American Andes. This finding suggests that this population group was closely related through its maternal lineage, with possible inbreeding indexes, low population density and therefore low genetic diversity, similar to what is observed in communities belonging to previous periods such as the Formative period. This pre-Columbian group exhibits one of the lowest genetic diversities reported in populations belonging to the Chibcha linguistic family. These genetic results coincide with the views on the Chitarero group as belonging to small independent communities, with dispersed settlements separated among them.

Diversidad del ADN mitocondrial en restos óseos prehispánicos / Mitochondrial DNA diversity in prehispanic bone remains on the eastern Colombian Andes

Resumen Introducción. El ADN antiguo que se extrae de los restos óseos humanos permite analizar la composición genética de las poblaciones precolombinas y determinar las dinámicas poblacionales que dieron origen a la diversidad de las poblaciones contemporáneas. Objetivo. Determinar la diversidad genética y la relación con otras comunidades contemporáneas y antiguas de América, de los restos óseos asociados al Templo del Sol en Sogamoso, Colombia. Materiales y métodos. Se analizaron 13 individuos pertenecientes al periodo precolombino muisca (siglos IX-XVI d. C.), provenientes de los alrededores del Templo del Sol en Sogamoso, Boyacá, Andes orientales colombianos. Se amplificó el ADN mitocondrial (ADNmt) y se determinaron los polimorfismos de la longitud de los fragmentos de restricción (Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP) para los cuatro haplogrupos amerindios (A, B, C y D). Además, se amplificaron y analizaron los marcadores autosómicos, incluida la amelogenina, y los marcadores de los polimorfismos de repeticiones cortas en tándem (Short Tandem Repeat, STR) del cromosoma Y. Resultados. El haplogrupo A fue el linaje mitocondrial más frecuente en esta población, seguido de los haplogrupos B y C; no se detectó el haplogrupo D. Los análisis de variación genética indicaron una diversidad semejante a la de las poblaciones pertenecientes a la familia lingüística chibcha, contemporánea en Colombia y Centroamérica. Se logró hacer la determinación molecular del sexo de los individuos estudiados y compararla con los datos osteológicos. Con una sola excepción, los datos bioantropológicos y moleculares concordaron. Conclusiones. Estos resultados aportan nuevos elementos a la hipótesis del origen centroamericano de los grupos chibchas del altiplano cundiboyacense con base en marcadores genéticos, y permitieron establecer el sexo y las relaciones de parentesco.

Abstract Introduction: DNA extracted from ancient human bones allows to analyze the genetic makeup of preColumbian populations and to determine the dynamics that gave rise to the diversity of contemporary populations. Objective: To determine the genetic diversity of skeletal remains associated with the Templo del Sol (Sun Temple) and their relationship with other contemporary and ancient communities of America. Materials and methods: We analyzed 13 individuals belonging to the pre-Columbian Muisca Period (IX-XVI centuries AD) from the vicinities of the Templo del Sol (Sun Temple) (Sogamoso, Boyacá) in the eastern Colombian Andes. Mitochondrial DNA was amplified and RFLPs were performed in order to type the four traditional Amerindian haplogroups (A, B, C and D). In addition, autosomal markers including amelogenin and Y-chromosome STRs were amplified. Results: Among the observed mitochondrial lineages, haplogroup A was the most frequent, followed by haplogroups B and C; no evidence of haplogroup D was found. The genetic variation analysis indicated a similar diversity of pre-Columbian Muiscas to that of contemporary populations belonging to the Chibcha linguistic family from Colombia and Central America. Molecular sexing was accomplished and it was compared to osteological data. With only one exception, anthropological and molecular data were consistent. Conclusions: Our results contribute new genetic elements supporting the hypothesis of Central American origin of the Chibcha groups of the Cundiboyacense plateau, and allowed sex typing and kinship evaluations.

Datos poblacionlles de los microsatélites de ad humano d2s1338, d19s433, pentaa d, penta e y se-33 de la región central Colombiana / Population Data Of Human DNA Microsatellites D2S1338, D19S433, Penta D, Penta E And SE-33 From Central Region In Colombia

Los microsatélites o STR por su sigla en inglés (Short Tandem Repeat) son repeticiones de secuencias cortas de nucleótidos a través del DNA, de gran importancia debido a su carácter polimórfico que permite su utilización en la identificación genética de individuos o poblacionales. En este trabajo se investigaron los perfiles genéticos de una muestra de poblaciones humanas del altiplano cundiboyacense en Colombia; se usaron los marcadores STR's D2S1338, D19S433, PENTA D, PENTA E y SE-33. Éstos cinco STR's fueron amplificados mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR), corridos con electroforesis capilar, y tipificados con los programas Genscan y Genotyper. Como resultado se reportan las frecuencias alélicas de los cinco microsatélites (no reportados anteriormente para esta región). Se encontró que los loci D19S433 y SE-33 no están en equilibrio de Hardy-Weinberg; y que el Penta E tiene el mayor poder de discriminación. La distribución de las frecuencias alélicas para los cinco marcadores, en las dos poblaciones analizadas mostró que no existen diferencias estadísticas significativas entre ellas.

Microsatellites (STR's) are short tandem repeat sequences of nucleotides through DNA, very important for their polymorphic character that allow their utilization in population genetic identification. The STR's markers D2S1338, D19S433, PENTA D, PENTA E y SE33 were used to do the genetic profiles of human populations from the Cundiboyacense region in Colombia. The five STR's were amplified by PCR (polymerase chain reaction), indentified with capillary electrophoresis, and typified with Genscan and Genotyper software. Allelic frequencies of the five microsatellites are reported (not previously reported for this region). It was found that loci D19S433 y SE-33 are not in Hardy-Weinberg equilibrium; and Penta E provides the greatest power of discrimination. The allelic frequencies distribution to these five markers, in the two populations studied show that it does not exist statistically significant differences between them.