Ancient DNA studies have established that Neolithic European populations were descended from Anatolian migrants who received a limited amount of admixture from resident hunter-gatherers. Many open questions remain, however, about the spatial and temporal dynamics of population interactions and admixture during the Neolithic period. Here we investigate the population dynamics of Neolithization across Europe using a high-resolution genome-wide ancient DNA dataset with a total of 180 samples, of which 130 are newly reported here, from the Neolithic and Chalcolithic periods of Hungary (6000-2900 bc, n = 100), Germany (5500-3000 bc, n = 42) and Spain (5500-2200 bc, n = 38). We find that genetic diversity was shaped predominantly by local processes, with varied sources and proportions of hunter-gatherer ancestry among the three regions and through time. Admixture between groups with different ancestry profiles was pervasive and resulted in observable population transformation across almost all cultural transitions. Our results shed new light on the ways in which gene flow reshaped European populations throughout the Neolithic period and demonstrate the potential of time-series-based sampling and modelling approaches to elucidate multiple dimensions of historical population interactions.

Ancient DNA studies have established that European Neolithic populations were descended from Anatolian migrants who received a limited amount of admixture from resident hunter-gatherers. Many open questions remain, however, about the spatial and temporal dynamics of population interactions and admixture during the Neolithic period. Using the highest-resolution genome-wide ancient DNA data set assembled to date—a total of 177 samples, 127 newly reported here, from the Neolithic and Chalcolithic of Hungary (6000–2900 BCE, n = 98), Germany (5500–3000 BCE, n = 42), and Spain (5500–2200 BCE, n = 37)—we investigate the population dynamics of Neolithization across Europe. We find that genetic diversity was shaped predominantly by local processes, with varied sources and proportions of hunter-gatherer ances try among the three regions and through time. Admixture between groups with different ancestry profiles was pervasive and resulted in observable population transformation across almost all cultural transitions. Our results shed new light on the ways that gene flow reshaped European populations throughout the Neolithic period and demonstrate the potential of time-series-based sampling and modeling approaches to elucidate multiple dimensions of historical population interactions.

Developmental and epileptic encephalopathy-9 (DEE9) is characterized by seizure onset in infancy, mild to severe intellectual impairment, and psychiatric features and is caused by a mutation in the PCDH19 gene on chromosome Xq22. The rare, unusual X-linked type of disorder affects heterozygous females and mosaic males; transmitting males are unaffected. In our study, 165 patients with epilepsy were tested by Next Generation Sequencing (NGS)-based panel and exome sequencing using Illumina technology. PCDH19 screening identified three point mutations, one indel, and one 29 bp-long deletion in five unrelated female probands. Two novel mutations, c.1152_1180del (p.Gln385Serfs*6) and c.830_831delinsAA (p.Phe277*), were identified and found to be de novo pathogenic. Moreover, among the three inherited mutations, two originated from asymptomatic mothers and one from an affected father. The PCDH19 c.1682C>T and c.1711G>T mutations were present in the DNA samples of asymptomatic mothers. After targeted parental testing, X chromosome inactivation tests and Sanger sequencing were carried out for mosaicism examination on maternal saliva samples in the two asymptomatic PCDH19 mutation carrier subjects. Tissue mosaicism and X-inactivation tests were negative. Our results support the opportunity for reduced penetrance in DEE9 and contribute to expanding the genotype–phenotype spectrum of PCDH19-related epilepsy.