Indice de fixation

Page d’aide sur l’homonymie

Pour les articles homonymes, voir FST.

Distances génétiques (FST) entre les populations humaines (Cavalli-Sforza 1994)

L'indice de fixation (FST), aussi appelé indice de différenciation, est un indice permettant de mesurer la différenciation des populations à partir du polymorphisme génétique. En général il est calculé à partir de SNP ou de microsatellites. Ses valeurs vont de 0 à 1 : une valeur comprise entre 0 et 0,05 indique une faible différenciation ; une valeur comprise entre 0,05 et 0,15, une différenciation modérée ; une valeur comprise entre 0,15 et 0,25, une grande différenciation et une valeur supérieure à 0,25, une très grande différenciation[1].

Estimation

Selon Hudson et al. (1992), on peut utiliser l’estimateur suivant pour calculer la  :


où et représentent le nombre moyen de différences par paire entre deux individus échantillonnés à partir de sous-populations différentes () ou à partir de la même sous-population (). La différence moyenne par paire au sein d'une population peut être calculée comme la somme des différences par paire divisée par le nombre de paires. Cependant, cet estimateur est biaisé lorsque les tailles d'échantillon sont petites ou si elles varient entre les populations et des méthodes plus élaborées sont utilisées pour calculer FST dans la pratique.

Distances génétiques entre les populations humaines

Calculées à partir de marqueurs génétiques classiques

Dans leur étude The History and Geography of Human Genes (1994), Cavalli-Sforza, Menozzi et Piazza ont calculé les Fst entre 42 populations à l'aide de 120 marqueurs génétiques classiques. La table ci-dessous montrent les résultats (x10 000) pour quelques populations [2]  :

Fst (Cavalli 1994) Africain de l'Ouest Berbère Indien Iranien Proche Orientaux Japonais Basque Lappon Sarde Danois Anglais Grecque Italien
Africain de l'Ouest 0 1642 1748 1796 1454 2252 1299 1689 2062 1459 1487 1356 1794
Berbère 1642 0 497 408 263 1707 392 736 619 313 273 429 315
Indien 1748 497 0 154 229 718 418 459 449 293 280 272 261
Iranien 1796 408 154 0 158 1059 285 423 314 179 197 70 133
Proche-oriental 1454 263 229 158 0 1056 246 423 329 238 236 129 208
Japonais 2252 1707 718 1059 1056 0 1481 947 1558 1176 1244 1175 1145
Basque 1299 392 418 285 246 1481 0 629 348 184 119 231 141
Lappon 1689 736 459 423 423 947 629 0 667 334 404 308 339
Sarde 2062 619 449 314 329 1558 348 667 0 348 340 190 221
Danois 1459 313 293 179 238 1176 184 334 348 0 21 191 72
Anglais 1487 273 280 197 236 1244 119 404 340 21 0 204 51
Grecque 1356 429 272 70 129 1175 231 308 190 191 204 0 77
Italien 1794 315 261 133 208 1145 141 339 221 72 51 77 0

Des valeurs plus élevées sont trouvées si des groupes homogènes très divergents sont comparés : la valeur Fst la plus élevée trouvée était de 46%, entre les Mbuti et les Papous.

Une distance génétique de 0,125 implique que la parenté entre des individus non apparentés de la même ascendance par rapport à la population mondiale est équivalente à la parenté entre des demi-frères et sœurs dans une population se reproduisant au hasard. Cela implique également que si un humain d'une population ancestrale donnée a un demi-frère ou une demi-sœur métis, cet humain est génétiquement plus proche d'un individu non apparenté de leur population ancestrale que de leur demi-frère ou demi-sœur métis.

Calculées à partir de SNPs

Distances génétiques autosomales inter-continentales calculées à partir de SNP[3]
Europe (Nord-Américains) Afrique sub-saharienne (Yoruba) Asie de l'est (Chinois)
Europe (Nord-Américains) 0.1530 0.1100
Afrique sub-saharienne (Yoruba) 0.1530 0.1900
Asie de l'est (Chinois) 0.1100 0.1900
Distances génétiques autosomales intra-européennes et méditerranéennes calculées à partir de SNP[3],[4],[5]
Italiens Palestiniens Suédois Finlandais Espagnols Allemands Russes Français Grecs
Italiens 0.0064 0.0064-0.0090 0.0130-0.0230 0.0010-0.0050 0.0029-0.0080 0.0088-0.0120 0.0030-0.0050 0.0000
Palestiniens 0.0064 0.0191 0.0101 0.0136 0.0202 0.0057
Suédois 0.0064-0.0090 0.0191 0.0050-0.0110 0.0040-0055 0.0007-0.0010 0.0030-0.0036 0.0020 0.0084
Finlandais 0.0130-0.0230 0.0050-0.0110 0.0110-0.0170 0.0060-0.0130 0.0060-0.0120 0.0080-0.0150
Espagnols 0.0010-0.0050 0.0101 0.0040-0055 0.0110-0.0170 0.0015-0.0030 0.0070-0.0079 0.0010 0.0035
Allemands 0.0029-0.0080 0.0136 0.0007-0.0010 0.0060-0.0130 0.0015-0.0030 0.0030-0.0037 0.0010 0.0039
Russes 0.0088-0.0120 0.0202 0.0030-0.0036 0.0060-0.0120 0.0070-0.0079 0.0030-0.0037 0.0050 0.0108
Français 0.0030-0.0050 0.0020 0.0080-0.0150 0.0010 0.0010 0.0050
Grecs 0.0000 0.0057 0.0084 0.0035 0.0039 0.0108

Calculées à partir de l'exome entier (WES)

Distances génétiques (FST) entre plusieurs populations européennes, moyen-orientales, nord-africaines, africaines subsahariennes et asiatiques de l'est calculées à partir de l'exome entier (Whole Exome Sequencing ou WES (en)) en 2016[6] :

Programmes permettant de calculer les FST

Bibliographie

Notes

  1. ↑ François Balloux, Nicolas Lugon-Moulin, The estimation of population differentiation with microsatellite markers, Molecular biology, Volume11, Issue2, February 2002, pages 155-165.
  2. ↑ Luigi Luca Cavalli-Sforza, Paolo Menozzi, Alberto Piazza, The History and Geography of Human Genes, Princeton University Press, 1994, p.75
  3. ↑ a et b Nelis et al. 2009, Genetic Structure of Europeans: A View from the North–East
  4. ↑ C.Tian et al. 2009, European Population Genetic Substructure: Further Definition of Ancestry Informative Markers for Distinguishing among Diverse European Ethnic Groups
  5. ↑ Deux valeurs séparées par un tiret signifient respectivement les distances minimales et maximales observées entre deux populations. Par exemple la distance 0.0130-0.0230 entre Finlandais et Italiens varie en fonction des régions de ces deux pays. La distance maximale observée (0.0230) étant entre le sud de l'Italie et le nord de la Finlande (Kuusamo) et la distance minimale (0.0130) entre le nord de l'Italie et le sud de la Finlande (Helsinki).
  6. ↑ Scott, E., Halees, A., Itan, Y. et al. Characterization of Greater Middle Eastern genetic variation for enhanced disease gene discovery. Nat Genet 48, 1071–1076 (2016). https://doi.org/10.1038/ng.3592. Supplementary Figure 6: Heat map of pairwise FST values among all 1000 Genomes Project and GME populations identifies three clusters with a low degree of differentiation..
  7. ↑ (en) Nicholas G. Crawford, « smogd: software for the measurement of genetic diversity », Molecular Ecology Resources, vol. 10, no 3,‎ , p. 556–557 (PMID 21565057, DOI 10.1111/j.1755-0998.2009.02801.x)