Exploring the genetic diversity of the Sephardic remnants in Northeast Portugal from autosomal data Célia Carolina Martins Neto Mestrado em Genética Forense Departamento de Biologia 2013 Orientador Luís Alvarez Fernandez, PhD, IPATIMUP Dissertação de candidatura ao grau de mestre em Genética Forense submetida à Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. O presente trabalho foi desenvolvido no Instituto de Patologia e Imunologia Molecular da Universidade do Porto sob orientação do Doutor Luís Alvarez Fernandez. Dissertation for applying to a Master’s degree in Forensic Genetics, submitted to the Faculty of Sciences of the University of Porto. The present work was developed at the Institute of Molecular Pathology and Immunology of the University of Porto under the scientific supervision of Luís Alvarez Fernandez, PhD. FCUP I Exploring the genetic diversity of the Sephardic remnants in Northeast Portugal from autosomal data AGRADECIMENTOS O meu primeiro agradecimento, como não podia deixar de ser, é para o Luís. Por ter confiado em mim sem me conhecer, por ter apostado em mim, por se ter disposto a aturar- me, por ter sido incansável nas ideias, sugestões, melhoramentos, pela disponibilidade, pela transmissão de conhecimentos e, sobretudo, pelo companheirismo. ¡Gracias! Agradeço imenso também ao Professor Amorim, por estar sempre disponível e por ter melhorado em muito o meu trabalho, com excelentes comentários e sugestões. A Inês Nogueiro e o Rui Pereira foram, sem dúvida, duas das pessoas mais importantes neste trabalho, pelo apoio, pelo tempo, pela disponibilidade e pelo conhecimento que me transmitiram. Quero agradecer também a todo o grupo de Genética Populacional, pela simpatia e apoio, em especial à Professora Maria João e à Cíntia porque, sempre que puderam, estiveram prontas a ajudar. Por fim, mas em nada menos importante, ao Renato, principalmente pela amizade de sempre e pela companhia. Nem sempre melhorou o meu dia, mas esteve sempre lá, fosse um dia bom ou não. Muito obrigado a todos os que, mencionados ou no anonimato, me ajudaram neste caminho de aprendizagem, para que pudesse chegar a este momento de realização, com a sensação de dever cumprido! II FCUP Exploring the genetic diversity of the Sephardic remnants in Northeast Portugal from autosomal data RESUMO A palavra “Judeu” deriva de Judah, uma das doze Tribos de Israel, e pode estar associada a um seguidor do Judaísmo ou a um descendente de uma família judaica. Para se conhecer melhor este povo, há essencialmente dois fenómenos que devem ser percebidos: a Diáspora, e o Cripto-Judaísmo, sendo este definido como uma profissão secreta ao Judaísmo, enquanto que publicamente se professa outra religião. Em Portugal, o achado arqueológico mais antigo que prova a presença de Judeus neste território data do século IV. Desde essa altura até ao século XIX, este povo viveu períodos de tolerância e períodos marcados por medidas de restrição e perseguições. Contudo, no distrito de Bragança, no Nordeste português, existe ainda uma pequena comunidade que tem vindo a preservar a sua cultura. Populações judaicas têm vindo a ser estudadas à luz da genética desde o início do século XX, de forma a tentar resolver este complexo sistema de interações entre comunidades judaicas e as respectivas populações locais “acolhedoras”. Todavia, existe ainda uma grande falha no que toca à caracterização genética de populações judaicas na Península Ibérica, especialmente em relação a marcadores autossómicos. Os nossos principais objectivos são combater esta limitação e aumentar o conhecimento existente sobre a origem, demografia e história destas populações, complementando os estudos de Nogueiro e colaboradores (2010) e Teixeira e colaboradores (2011), sobre marcadores de linhagem. Também pretendemos procurar diferenças entre esta população, outras populações judaicas, e os seus “vizinhos” não-judeus. Os resultados obtidos com os marcadores de linhagem mostraram uma população capaz de manter um elevado nível de diversidade genética, com uma raíz no Médio Oriente. Estes resultados foram surpreendentes, uma vez que se esperaria o contrário de uma população isolada e pouco numerosa. Com microssatélites autossómicos, a população de Bragança mostrou valores de diversidade muito próximos aos das suas populações vizinhas não-judaicas, a outras populações portuguesas e a outras comunidades judaicas espalhadas pelos países da Diáspora. Com marcadores de ancestralidade, esta população apresentou um comportamento mais similar à Europa do que a qualquer outro continente. Uma vez que os marcadores de linhagem tinham mostrado uma subestruturação dentro desta população, nós tentamos obter o mesmo resultado para marcadores autossómicos. Contudo, encontramos apenas uma ausência da mesma, contrariamente ao esperado. FCUP III Exploring the genetic diversity of the Sephardic remnants in Northeast Portugal from autosomal data Comparando a nossa população de interesse com as suas populações vizinhas, concluímos não existirem diferenças genéticas. O próximo passo foi então perceber a relação entre esta comunidade e outras existentes em diferentes países da Diáspora. Todavia, o resultado voltou a ser uma ausência de diferenciação. Fazendo o ponto da situação, sabíamos que a população judaica de Bragança apresentava um padrão normal de outbreeding, sem subestruturação e geneticamente muito próxima às populações não-judaicas vizinhas e a outras populações judaicas. Queríamos então perceber a relação entre a nossa população de interesse e outras populações mundiais, especialmente a Europa e o Médio Oriente, analisando marcadores com uma reduzida taxa de mutação. Embora a distinção entre Europa e Médio Oriente não fosse muito notável, a população judaica de Bragança apresentou um comportamento genético mais próximo à primeira que ao segundo. Para terminar, é importante notar que, embora nenhuma das análises levadas a cabo por nós tenha sido capaz de detectar qualquer tipo de estruturação, é sabido que a população de Bragança não é assim tão homogénea, sendo isto comprovado com a análise a marcadores de linhagem. A solução passará então pelo aumento do número e capacidade de informação dos marcadores usados. Assim sendo, o uso de marcadores moleculares a um nível genome- wide pode ser de extrema importância na compreensão e avaliação das relações genéticas que envolvem comunidades judaicas. Palavras-chave: Comunidade Judaica, autossomas, microssatélites, marcadores de ancestralidade, estruturação. IV FCUP Exploring the genetic diversity of the Sephardic remnants in Northeast Portugal from autosomal data ABSTRACT The word “Jew” derives from Judah, one of the twelve Tribes of Israel. It can define a follower of the Jewish faith, a descendent of a Jewish family or simply a person belonging to a certain ethnic group. There are essentially two phenomena that are important to understand in order to better know this people: the Diaspora, and the Crypto-Judaism, being the latter defined as the secret adherence to Judaism while publicly professing another faith. In Portugal, the oldest archeological evidence found of Jewish presence dates back to the 4th century. From then to the 19th century, the Jewish communities in Portugal experienced tolerant periods, when the population proliferated, as well as others periods marked by restrictive measures and persecutions against Jews. However, in Bragança, Northeast Portugal, there is still a small community that preserves its culture. Geneticists have been studying Jewish populations since the turn of the 20th century, in order to try to unravel what must be a complex system of interrelations among Jewish communities and non-Jewish hosts populations, but there is still a huge gap regarding the genetic characterization of Iberian Judaic populations, especially concerning autosomal markers. Our aims are to offset this limitation and to increase the current knowledge about the origin and demographic history of these populations, complementing the studies conducted by Nogueiro and coworkers (2010) and Teixeira and coworkers (2011), based on mtDNA and ChrY lineage markers. We also pretend to seek for differences between this population, others Jewish population, and neighbor non-Jewish local populations. The results obtained with lineage markers concur to show that the communities scattered over the Bragança district have succeeded in maintaining a high level of genetic diversity with a clear root in the Middle East. These findings are extremely surprising, as they show exactly the opposite of what is expected in isolated, small sized populations, namely a deep genetic diversity loss. With autosomal microsatellites markers, we saw that regarding the major standard diversity indices, this community presented itself very similar to its non-Jewish Portuguese hosts (Bragança and Miranda), to other populations from Portugal, and to other Jewish communities from different Diaspora countries. With ancestry informative InDels, the behavior of this population is closer to Europe than to any other continent. Once the lineage markers have shown a substructure within this community, we also wanted to prove that result with autosomal markers. However, an absence of sub-structuration was found, contrarily to what would be expected. FCUP V Exploring the genetic diversity of the Sephardic remnants in Northeast Portugal from autosomal data When we compared our population of interest with its long-term non-Jewish hosts, through several statistical analyses, we concluded that there are no differences