Testes de paternidade geralmente são feitos analisando amostras de DNA do suposto pai, mãe e criança. Para realizar esse exame antes de a criança nascer era preciso recorrer à métodos invasivos, tais como amniocentese e biópsia de vilo corial. Com a descoberta de DNA fetal livre (fcfDNA) no soro e plasma materno, hoje é possível utilizar técnicas que usem esse fcfDNA diminuindo assim os riscos à saúde do feto e da mãe. Testes de pa- ternidade que analisam Short Tandem Repeats (STRs) do fcfDNA, embora possíveis, não são confiáveis, pois muitas vezes há degradação do DNA. Por sua vez, Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) têm sido demonstrados como bons candidatos para identificação humana e podem ser obtidos de fragmentos pequenos de DNA (ou seja, mesmo com o DNA degradado). No entanto, SNPs possuem um número limitado de alelos diferentes (entre dois e quatro). Micro-haplótipos são segmentos cromossomais menores do que 200 pb (pares de bases), contendo dois ou mais SNPs que formam pelo menos três haplótipos distintos. Ao utilizá-los como marcadores genéticos, aumentamos o número de possíveis alelos formados a partir dos SNPs. Como o fcfDNA possui um tamanho de aproximada- mente 145 pb, isso é suficiente para conter micro-haplótipos que podem ser sequenciados usando tecnologia de Sequenciamento de Nova Geração (NGS). O objetivo desse projeto é determinar a probabilidade de paternidade usando SNPs dentro de micro-haplótipos. Os micro-haplótipos foram escolhidos com base em literatura prévia e as frequências relativas destes foram calculadas com base nos grupos étnicos dos dados do 1000 Genomes. Dados brutos de sequenciamento de três amostras de DNA são analisados: o suposto pai, a mãe e o plasma materno (mistura de DNA livre da mãe e do feto). Em seguida, desenvolvemos scripts para obter e analisar os genótipos do suposto pai e da mãe, para cada um dos micro-haplótipos escolhidos. Combinando informação genotípica, frequências populacio- nais e frações fetais (plasma), desenvolvemos um método para calcular a probabilidade de paternidade em casos de não exclusão da mesma. / Paternity tests are usually done by analyzing DNA samples from the alleged father, the mother, and the child. To perform this exam before the birth, invasive methods such as am- niocentesis and chorionic villus sampling are usually necessary. Fortunately, the discovery of fetal cell-free DNA (fcfDNA) in maternal plasma and serum, and the development of te- chniques to analyze this fcfDNA have allowed researchers to reduce the health risk for both fetus and mother. Although paternity tests that analyze Short Tandem Repeats (STRs) from fcfDNA are possible, they are not reliable because DNA degradation often occurs. Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) have been demonstrated as good candidates for human identification and they can be obtained from small DNA fragments (even from de- graded DNA). However, SNPs have a limited number of different alleles (between two and four). Microhaplotypes are chromosomal segments smaller than 200 bp (base pairs) con- taining two or more SNPs that form at least three distinct haplotypes. By using them as genetic markers, we increased the number of possible alleles formed from the SNPs. Since fcfDNA has approximately 145 bp, this is sufficient to contain microhaplotypes that can be sequenced using Next Generation Sequencing (NGS) technology. The aim of this project is to determine the probability of paternity using SNPs within microhaplotypes. Microha- plotypes were chosen based on previous literature review. The haplotype frequencies were calculated based on the ethnic groups from 1000 Genomes database. Raw DNA sequence data from three DNA samples were analyzed: the alleged father, the mother, and the maternal plasma (mixture of mother and fcfDNA). Then, we developed scripts to analyse and obtain the genotypes of the alleged father and mother, for each microhaplotype. By combining genotypic information, population frequencies, and fetal fractions (plasma), we developed a method to calculate the probability of paternity in cases of non-exclusion.

Testes de paternidade geralmente são feitos analisando amostras de DNA do suposto pai, mãe e criança. Para realizar esse exame antes de a criança nascer era preciso recorrer à métodos invasivos, tais como amniocentese e biópsia de vilo corial. Com a descoberta de DNA fetal livre (fcfDNA) no soro e plasma materno, hoje é possível utilizar técnicas que usem esse fcfDNA diminuindo assim os riscos à saúde do feto e da mãe. Testes de pa- ternidade que analisam Short Tandem Repeats (STRs) do fcfDNA, embora possíveis, não são confiáveis, pois muitas vezes há degradação do DNA. Por sua vez, Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) têm sido demonstrados como bons candidatos para identificação humana e podem ser obtidos de fragmentos pequenos de DNA (ou seja, mesmo com o DNA degradado). No entanto, SNPs possuem um número limitado de alelos diferentes (entre dois e quatro). Micro-haplótipos são segmentos cromossomais menores do que 200 pb (pares de bases), contendo dois ou mais SNPs que formam pelo menos três haplótipos distintos. Ao utilizá-los como marcadores genéticos, aumentamos o número de possíveis alelos formados a partir dos SNPs. Como o fcfDNA possui um tamanho de aproximada- mente 145 pb, isso é suficiente para conter micro-haplótipos que podem ser sequenciados usando tecnologia de Sequenciamento de Nova Geração (NGS). O objetivo desse projeto é determinar a probabilidade de paternidade usando SNPs dentro de micro-haplótipos. Os micro-haplótipos foram escolhidos com base em literatura prévia e as frequências relativas destes foram calculadas com base nos grupos étnicos dos dados do 1000 Genomes. Dados brutos de sequenciamento de três amostras de DNA são analisados: o suposto pai, a mãe e o plasma materno (mistura de DNA livre da mãe e do feto). Em seguida, desenvolvemos scripts para obter e analisar os genótipos do suposto pai e da mãe, para cada um dos micro-haplótipos escolhidos. Combinando informação genotípica, frequências populacio- nais e frações fetais (plasma), desenvolvemos um método para calcular a probabilidade de paternidade em casos de não exclusão da mesma. / Paternity tests are usually done by analyzing DNA samples from the alleged father, the mother, and the child. To perform this exam before the birth, invasive methods such as am- niocentesis and chorionic villus sampling are usually necessary. Fortunately, the discovery of fetal cell-free DNA (fcfDNA) in maternal plasma and serum, and the development of te- chniques to analyze this fcfDNA have allowed researchers to reduce the health risk for both fetus and mother. Although paternity tests that analyze Short Tandem Repeats (STRs) from fcfDNA are possible, they are not reliable because DNA degradation often occurs. Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) have been demonstrated as good candidates for human identification and they can be obtained from small DNA fragments (even from de- graded DNA). However, SNPs have a limited number of different alleles (between two and four). Microhaplotypes are chromosomal segments smaller than 200 bp (base pairs) con- taining two or more SNPs that form at least three distinct haplotypes. By using them as genetic markers, we increased the number of possible alleles formed from the SNPs. Since fcfDNA has approximately 145 bp, this is sufficient to contain microhaplotypes that can be sequenced using Next Generation Sequencing (NGS) technology. The aim of this project is to determine the probability of paternity using SNPs within microhaplotypes. Microha- plotypes were chosen based on previous literature review. The haplotype frequencies were calculated based on the ethnic groups from 1000 Genomes database. Raw DNA sequence data from three DNA samples were analyzed: the alleged father, the mother, and the maternal plasma (mixture of mother and fcfDNA). Then, we developed scripts to analyse and obtain the genotypes of the alleged father and mother, for each microhaplotype. By combining genotypic information, population frequencies, and fetal fractions (plasma), we developed a method to calculate the probability of paternity in cases of non-exclusion.