BackgroundDuring the current worldwide pandemic, coronavirus disease 2019 (Covid-19) was first diagnosed in Iceland at the end of February. However, data are limited on how SARS-CoV-2, the virus that causes Covid-19, enters and spreads in a population.MethodsWe targeted testing to persons living in Iceland who were at high risk for infection (mainly those who were symptomatic, had recently traveled to high-risk countries, or had contact with infected persons). We also carried out population screening using two strategies: issuing an open invitation to 10,797 persons and sending random invitations to 2283 persons. We sequenced SARS-CoV-2 from 643 samples.ResultsAs of April 4, a total of 1221 of 9199 persons (13.3%) who were recruited for targeted testing had positive results for infection with SARS-CoV-2. Of those tested in the general population, 87 (0.8%) in the open-invitation screening and 13 (0.6%) in the random-population screening tested positive for the virus. In total, 6% of the population was screened. Most persons in the targeted-testing group who received positive tests early in the study had recently traveled internationally, in contrast to those who tested positive later in the study. Children under 10 years of age were less likely to receive a positive result than were persons 10 years of age or older, with percentages of 6.7% and 13.7%, respectively, for targeted testing; in the population screening, no child under 10 years of age had a positive result, as compared with 0.8% of those 10 years of age or older. Fewer females than males received positive results both in targeted testing (11.0% vs. 16.7%) and in population screening (0.6% vs. 0.9%). The haplotypes of the sequenced SARS-CoV-2 viruses were diverse and changed over time. The percentage of infected participants that was determined through population screening remained stable for the 20-day duration of screening.ConclusionsIn a population-based study in Iceland, children under 10 years of age and females had a lower incidence of SARS-CoV-2 infection than adolescents or adults and males. The proportion of infected persons identified through population screening did not change substantially during the screening period, which was consistent with a beneficial effect of containment efforts. (Funded by deCODE Genetics–Amgen.)

Abstract Motivation: Ancient DNA (aDNA) molecules in fossilized bones and teeth, coprolites, sediments, mummified specimens and museum collections represent fantastic sources of information for evolutionary biologists, revealing the agents of past epidemics and the dynamics of past populations. However, the analysis of aDNA generally faces two major issues. Firstly, sequences consist of a mixture of endogenous and various exogenous backgrounds, mostly microbial. Secondly, high nucleotide misincorporation rates can be observed as a result of severe post-mortem DNA damage. Such misincorporation patterns are instrumental to authenticate ancient sequences versus modern contaminants. We recently developed the user-friendly mapDamage package that identifies such patterns from next-generation sequencing (NGS) sequence datasets. The absence of formal statistical modeling of the DNA damage process, however, precluded rigorous quantitative comparisons across samples. Results: Here, we describe mapDamage 2.0 that extends the original features of mapDamage by incorporating a statistical model of DNA damage. Assuming that damage events depend only on sequencing position and post-mortem deamination, our Bayesian statistical framework provides estimates of four key features of aDNA molecules: the average length of overhangs (λ), nick frequency (ν) and cytosine deamination rates in both double-stranded regions () and overhangs (). Our model enables rescaling base quality scores according to their probability of being damaged. mapDamage 2.0 handles NGS datasets with ease and is compatible with a wide range of DNA library protocols. Availability: mapDamage 2.0 is available at ginolhac.github.io/mapDamage/ as a Python package and documentation is maintained at the Centre for GeoGenetics Web site (geogenetics.ku.dk/publications/mapdamage2.0/). Contact: jonsson.hakon@gmail.com Supplementary information: Supplementary data are available at Bioinformatics online.

Little is known about the nature and durability of the humoral immune response to infection with severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2).We measured antibodies in serum samples from 30,576 persons in Iceland, using six assays (including two pan-immunoglobulin [pan-Ig] assays), and we determined that the appropriate measure of seropositivity was a positive result with both pan-Ig assays. We tested 2102 samples collected from 1237 persons up to 4 months after diagnosis by a quantitative polymerase-chain-reaction (qPCR) assay. We measured antibodies in 4222 quarantined persons who had been exposed to SARS-CoV-2 and in 23,452 persons not known to have been exposed.Of the 1797 persons who had recovered from SARS-CoV-2 infection, 1107 of the 1215 who were tested (91.1%) were seropositive; antiviral antibody titers assayed by two pan-Ig assays increased during 2 months after diagnosis by qPCR and remained on a plateau for the remainder of the study. Of quarantined persons, 2.3% were seropositive; of those with unknown exposure, 0.3% were positive. We estimate that 0.9% of Icelanders were infected with SARS-CoV-2 and that the infection was fatal in 0.3%. We also estimate that 56% of all SARS-CoV-2 infections in Iceland had been diagnosed with qPCR, 14% had occurred in quarantined persons who had not been tested with qPCR (or who had not received a positive result, if tested), and 30% had occurred in persons outside quarantine and not tested with qPCR.Our results indicate that antiviral antibodies against SARS-CoV-2 did not decline within 4 months after diagnosis. We estimate that the risk of death from infection was 0.3% and that 44% of persons infected with SARS-CoV-2 in Iceland were not diagnosed by qPCR.

Human recombination and mutation mapped Genetic recombination is an essential process in generating genetic diversity. Recombination occurs both through the shuffling of maternal and paternal chromosomes and through mutations generated by resolution of the physical breaks necessary for this process. Halldorsson et al. sequenced the full genomes of parents and offspring to create a map of human recombination and estimate the relationship with de novo mutations. Interestingly, transcribed regions of the genome were less likely to have crossovers, suggesting that there may be selection to reduce changes in genetic sequences via recombination or mutation in these regions. Science , this issue p. eaau1043

Significance The domestication of the horse revolutionized warfare, trade, and the exchange of people and ideas. This at least 5,500-y-long process, which ultimately transformed wild horses into the hundreds of breeds living today, is difficult to reconstruct from archeological data and modern genetics alone. We therefore sequenced two complete horse genomes, predating domestication by thousands of years, to characterize the genetic footprint of domestication. These ancient genomes reveal predomestic population structure and a significant fraction of genetic variation shared with the domestic breeds but absent from Przewalski’s horses. We find positive selection on genes involved in various aspects of locomotion, physiology, and cognition. Finally, we show that modern horse genomes contain an excess of deleterious mutations, likely representing the genetic cost of domestication.

Detailed knowledge of how diversity in the sequence of the human genome affects phenotypic diversity depends on a comprehensive and reliable characterization of both sequences and phenotypic variation. Over the past decade, insights into this relationship have been obtained from whole-exome sequencing or whole-genome sequencing of large cohorts with rich phenotypic data1,2. Here we describe the analysis of whole-genome sequencing of 150,119 individuals from the UK Biobank3. This constitutes a set of high-quality variants, including 585,040,410 single-nucleotide polymorphisms, representing 7.0% of all possible human single-nucleotide polymorphisms, and 58,707,036 indels. This large set of variants allows us to characterize selection based on sequence variation within a population through a depletion rank score of windows along the genome. Depletion rank analysis shows that coding exons represent a small fraction of regions in the genome subject to strong sequence conservation. We define three cohorts within the UK Biobank: a large British Irish cohort, a smaller African cohort and a South Asian cohort. A haplotype reference panel is provided that allows reliable imputation of most variants carried by three or more sequenced individuals. We identified 895,055 structural variants and 2,536,688 microsatellites, groups of variants typically excluded from large-scale whole-genome sequencing studies. Using this formidable new resource, we provide several examples of trait associations for rare variants with large effects not found previously through studies based on whole-exome sequencing and/or imputation.

Kennewick Man, a 8,500-year-old male human skeleton discovered in Washington state, USA, has been the subject of scientific and legal controversy; here a DNA analysis shows that Kennewick Man is closer to modern Native Americans than to any other extant population worldwide. Kennewick Man is a 9,000-year-old male human skeleton discovered in Washington state, USA in 1996. The population affinities of the remains have been the subject of scientific and legal controversy. Initial studies based on morphology suggested that the skeleton was not of Native American affinity. Eske Willerslev and colleagues now present DNA analysis showing that Kennewick Man is in fact closer to modern Native Americans than to any other extant population worldwide. Kennewick Man, referred to as the Ancient One by Native Americans, is a male human skeleton discovered in Washington state (USA) in 1996 and initially radiocarbon dated to 8,340–9,200 calibrated years before present (bp)1. His population affinities have been the subject of scientific debate and legal controversy. Based on an initial study of cranial morphology it was asserted that Kennewick Man was neither Native American nor closely related to the claimant Plateau tribes of the Pacific Northwest, who claimed ancestral relationship and requested repatriation under the Native American Graves Protection and Repatriation Act (NAGPRA). The morphological analysis was important to judicial decisions that Kennewick Man was not Native American and that therefore NAGPRA did not apply. Instead of repatriation, additional studies of the remains were permitted2. Subsequent craniometric analysis affirmed Kennewick Man to be more closely related to circumpacific groups such as the Ainu and Polynesians than he is to modern Native Americans2. In order to resolve Kennewick Man’s ancestry and affiliations, we have sequenced his genome to ∼1× coverage and compared it to worldwide genomic data including for the Ainu and Polynesians. We find that Kennewick Man is closer to modern Native Americans than to any other population worldwide. Among the Native American groups for whom genome-wide data are available for comparison, several seem to be descended from a population closely related to that of Kennewick Man, including the Confederated Tribes of the Colville Reservation (Colville), one of the five tribes claiming Kennewick Man. We revisit the cranial analyses and find that, as opposed to genome-wide comparisons, it is not possible on that basis to affiliate Kennewick Man to specific contemporary groups. We therefore conclude based on genetic comparisons that Kennewick Man shows continuity with Native North Americans over at least the last eight millennia.

Abstract We describe the analysis of whole genome sequences (WGS) of 150,119 individuals from the UK biobank (UKB). This constitutes a set of high quality variants, including 585,040,410 SNPs, representing 7.0% of all possible human SNPs, and 58,707,036 indels. The large set of variants allows us to characterize selection based on sequence variation within a population through a Depletion Rank (DR) score for windows along the genome. DR analysis shows that coding exons represent a small fraction of regions in the genome subject to strong sequence conservation. We define three cohorts within the UKB, a large British Irish cohort (XBI) and smaller African (XAF) and South Asian (XSA) cohorts. A haplotype reference panel is provided that allows reliable imputation of most variants carried by three or more sequenced individuals. We identified 895,055 structural variants and 2,536,688 microsatellites, groups of variants typically excluded from large scale WGS studies. Using this formidable new resource, we provide several examples of trait associations for rare variants with large effects not found previously through studies based on exome sequencing and/or imputation.