Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Полиморфизм ДНК и его использование в популяционно генетических исследованиях 10
1.1.1. Полиморфизм ядерной ДНК человека 12
1.1.2. Полиморфизм митохондриальной ДНК человека 19
1.2. Этногенез и этническая история народов Северного Кавказа 34
1.3. Популяцио и но- генетические исследования народов Северного Кавказа 43
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Материал для исследования 47
2.2. Методы исследования 47
2.2.1. Выделение геномной ДНК 47
2.2.2. Полимсразная цепная реакция синтеза ДНК 48
2.2.3. Методы изучения полиморфизма мтДНК 60
2.2.4. Статистическая обработка результатов 62
Глава 3. Результаты и обсуждение
3.1. Генетическое разнообразие популяций Северного Кавказа по данным о полиморфизме аутосомных ДНК-локусов
3.1.1. Исследование полиморфизма Л/и-повторов у народов Северного Кавказа
3.1.2. Анализ VNTR- полиморфизма генов фенилаланингидроксилазы, эндотелиальнои синтазы окиси азота, аполипопротеина В, D1S80 и 577?-полиморфизма гена миотонинпротеинкиназы в популяциях Северного Кавказа
3.1.3 . Изучение распространенности делеции 32 п.н. гена рецептора хемокинов в этнических группах Северного Кавказа 106
3.2. Анализ изменчивости митохондриального генома у народов Северного Кавказа 110
3.3. Генетические расстояния между популяциями Северного Кавказа по данным о полиморфных ДНК-маркерах ядерного и митохондриального геномов 141
3.3.1. Анализ генетических расстояний между популяциями Северного Кавказа по данным о полиморфизме аутосомных ДНК-локусов . 141
3.3.2. Анализ генетических расстояний между популяциями Северного Кавказа по данным о полиморфизме митохондриального генома 148
Заключение 153-160
Выводы 161
Список литературы 162-195
- Этногенез и этническая история народов Северного Кавказа
- Полимсразная цепная реакция синтеза ДНК
- . Изучение распространенности делеции 32 п.н. гена рецептора хемокинов в этнических группах Северного Кавказа
- Анализ генетических расстояний между популяциями Северного Кавказа по данным о полиморфизме аутосомных ДНК-локусов
Введение к работе
Изучение структуры генофонда, его дифференциации и степени родства современных этносов является одной из ключевых задач популяционной генетики. Сопоставление результатов популяционно-генетических исследований с данными археологии, палеонтологии, этнографии и лингвистики позволяет сделать проекцию на этническую структуру отдельных регионов и пролить свет на вопросы этногенеза конкретных расово-этнических групп, а также детализировать генетическую историю человечества в целом [Викторова, 2002; Лимборская, Хуснутдинова, Балановская, 2002; Степанов, 2002; Хуснутдинова, 1999, 2003; Torroni et al., 1999, 2000; Cavalli-Sforza et al., 2000, 2003; Richards et a!., 2000, 2002, 2003; Villems et al., 1998, 2003]. Для этих целей в популяционной и эволюционной генетике человека используются подходы, основанные на изучении полиморфных генетических маркеров. Первоначально в этом качестве использовались белковые системы [Спицын с соавт., 1980, 1985, 1990, 1996; Пузырев с соавт., 1999; Генофонд и геногеография..., 2000; Mourant et al., 1976; Nei, Roychoudhury, 1988], по результатам изучения которых была создана общемировая картина и выяснены законы и механизмы распределения этих маркеров.
В дальнейшем, в ходе работ по расшифровке генома человека было выявлено огромное множество полиморфных маркеров ДНК, которые стали более мощным инструментом для анализа структуры генофонда, его эволюции и динамики. При этом наибольшая информативность таких исследований достигается комплексным анализом полиморфизма ядерного (ДНК аутосом и Y хромосомы) и митохондриального геномов. В настоящее время накоплена обширная база данных по генетической вариабельности мтДНК и У хромосомы, а также аутосомных ДНК-маркеров в различных популяциях и этнических группах мира [Викторова с соавт., 1999, 2000; Деренко с соавт., 2002; Малярчук с соавт., 2002; Степанов, 2002; Хитринская с соавт., 2003;
Хуснутдинова, 1999а, 2003; Kivisild et al., 1999a, 1999b, 2000; Richards et al., 2000; Watkins et al., 2001; Batzer et al., 2002; Tambets et al., 2000, 2002]. Очевидно, что подобные данные представляют несомненную научную значимость для изучения истории современных народов, характеристики их генофондов и оценки основных направлений эволюции всего человечества.
Однако, Северный Кавказ, обладающий уникальным географическим положением (между Европой и Западной Азией, Черным и Каспийским морями), разнообразными естественно-географическими условиями, а также высочайшим уровнем этнической и лингвистической дифференциации населения, остается малоизученным с точки зрения генетического полиморфизма. Популяционно-генетические исследования народов Северного Кавказа, в основном, носят фрагментарный характер как в отношении изученных популяций, так и в отношении используемых генетических маркеров [Бунак, 1969; Гаджиев, 1971; Рафалович с соавт., 1982; Рынков с соавт., 1995; Булаева с соав., 1985, 1997, 2003; Балановская с соавт., 1999, 2000; Бермишева с соавт., 2003; Macaulay et al., 1999; Metspahi et al., 1999; Richards et al., 2000; Tambets et al., 2000; Nasidze et al., 2001, 2003]. Несмотря на большое количество данных о происхождении народов Северного Кавказа, накопленных этнографией, лингвистикой, историей и антропологией, до сих пор неясными остаются вопросы о вкладе различных этнических групп в формирование генофонда современных этносов и об их филогенетических взаимоотношениях. Увеличение числа изучаемых генетических маркеров у населения Северного Кавказа представляет особую значимость, поскольку в этом регионе исторически имело место сложнейшее переплетение автохтонных и пришлых генетических элементов, проникавших сюда как из европейской и центрально-азиатской частей Северной Евразии, так и из стран Восточного и Западного Средиземноморья.
Учитывая этническую неоднородность народов, проживающих на территории Северного Кавказа, чрезвычайную сложность процессов их
этногенеза, представляется целесообразным проведение популяционных исследований генетической структуры народов региона. Информация об этом послужит существенным вкладом в сумму знаний о разнообразии генофонда всего человечества в целом и может быть использована для решения вопросов эволюции человека, а также для исследования исторических процессов, связанных с формированием конкретных этносов. Накопленные данные о генетическом своеобразии народов Северного Кавказа будут способствовать расширению границ генетически изученных областей Евразии и обозначат место, занимаемое населением этого региона в мировом распределения частот генов.
Все вышеизложенное обосновывает своевременность и актуальность настоящего исследования.
Цель работы
Анализ генетической структуры, эволюции генофонда, филогенетических взаимоотношений шести локальных популяций Северного Кавказа (карачаевцев, кумыков, кубанских ногайцев, караногайцев, адыгов и абазинов) по данным о полиморфизме аутосомных ДНК-локусов и митохондриальной ДНК.
Задачи исследования
1) Изучить полиморфизм 15 аутосомных ДНК-локусов (9 Л/н-повторов,
1 диаллельный и 5 сателлитных) в популяциях Северного Кавказа.
2) Изучить характер распределения частот гаплогрупп мтДНК в
этносах Северного Кавказа.
3) Исследовать генетическую дифференциацию населения Северного
Кавказа по данным о полиморфизме аутосомных локусов и
митохондриальной ДНК.
4) Определить филогенетические взаимоотношения современных
народов Северного Кавказа по данным о полиморфизме ядерного и
митохондриального геномов.
5) Оценить время дивергенции линий в некоторых гаплогруппах
мтДНК на территории Северного Кавказа.
Научная новизна
Впервые охарактеризован генофонд населения Северного Кавказа
одновременно по аутосомным локусам ядерного генома и
митохондриальной ДНК.
Выявлена существенная гетерогенность между большинством исследованных популяций по распределению частот аллелей как по диаллельным, так и по мультиаллельным локусам. Обнаружена генетическая подразделенность по аутосомной линии между тюркоязычными и адыго-абхазскими этносами Северного Кавказа.
Впервые проведена оценка уровня межпопуляциошюго разнообразия этнических групп Северного Кавказа по данным о полиморфизме аутосомных ДНК-локусов.
Впервые изучено распределение частот гаплогрупп мтДНК у народов Северного Кавказа. Установлено, что за исключением популяции караногайцев, митохондриальный генофонд этносов этого региона характеризуется преобладанием западно-евразийских гаплогрупп.
Впервые дана оценка времени дивергенции линий гаплогрупп митохондриальной ДНК ТІ, Л, Н на территории Кавказа.
Впервые рассчитаны генетические расстояния между популяциями Северного Кавказа по данным о полиморфизме ядерного и митохондриального геномов.
Впервые проведен сравнительный анализ генофонда населения Северного Кавказа по совокупности данных о полиморфизме ядерного и митохондриального геномов.
*
Научно-практическая значимость
Молекулярно-генетическая характеристика популяций Северного Кавказа по данным о полиморфизме ядерного и митохондриального геномов является важным вкладом в сумму знаний об особенностях генофондов народов России и мира и может быть использована в антропологии, истории, археологии, этнографии и судебной медицине, а также в учебном процессе на биологических и медицинских факультетах ВУЗов.
Полученная информация о частотах аллелей аутосомных локусов может быть основой для эколого-генетического мониторинга населения Северного Кавказа. Данные о генетической структуре изученных популяций позволят в дальнейшем прогнозировать генетический груз наследственной патологии в регионе.
Этногенез и этническая история народов Северного Кавказа
Северный Кавказ в широком понимании этого названия (включая сюда не только горные районы, но и степное Предкавказье) всегда был и остается очень сложным регионом как по уникальности географического положения (между Европой и Западной Азией, Черным и Каспийским морями) и разнообразию естественно-географических условий, так и по полиэтническому составу его населения- Северный Кавказ является одним из наиболее многонациональных регионов не только в России, но и во всем мире. Здесь живут народы, говорящие более чем на 50 самостоятельных местных языках, относящихся к трем лингвистическим семьям - кавказской, индоевропейской и алтайской [Народы Кавказа, 1960], Еще с древнейших времен этот регион был ареной интенсивных этнокультурных контактов различных по происхождению этнических групп - от киммерийцев и скифов еще до нашей эры до разных тюркских племен средневековья- Несмотря на это, в антропологическом отношении население Кавказа сравнительно однородно. Только у ногайцев заметно выражены монголоидные признаки, а все остальные этносы относятся к европеоидной расе, точнее к южной ветви европеоидной расы (за исключением русских), отличающейся преобладанием темных оттенков волос и глаз, почти полным отсутствием вогнутых форм носа и сильно развитым третичным волосяным покровом (борода, усы и др.) [Народы Кавказа, 1960; Дебец, I960]. Можно выделить три наиболее характерных антропологических типа населения Северного Кавказа: кавкасионский, каспийский и понтийский [Дебец, 1960]. Между ними нет отчетливых границ и классификация той или иной этнографической группы часто бывает затруднена.
Основной дерматоглифический комплекс локальных рас Кавказа свидетельствует о южноевропеоидном происхождении большей части населения региона. В целом, дерматоглифическое разнообразие на Кавказе гораздо сложнее, чем в Восточной Европе или Средней Азии- Причиной этого могут быть как факторы изоляции и генетико-автоматические процессы, так и особенности расовой и этнической истории населения [Хить, 1983], Именно потому, что этногенез народов Северного Кавказа принадлежит к числу наиболее сложных вопросов в современной исторической науке, этот регион представляет несомненный научно-практический интерес с точки зрения антропологии, этнографии, истории, археологии, лингвистики и популяционной генетики. Существует много гипотез и достаточно аргументированных высказываний относительно происхождения современных этнических групп, занимающих территорию Северного Кавказа.
Обилие и многообразие нижнепалеолитических памятников на Кавказе позволяет рассматривать эту область как главнейший центр расселения раннего человека на территории бывшего СССР. Истоки заселения этого региона, очевидно, следует искать на сопредельной переднеазиатской территории, однако время первоначального проникновения человека на территорию Кавказа до сих пор не вполне ясно. Археологические находки позволяют начинать историю народов Северного Кавказа с ашельской эпохи нижнего палеолита (400 - 80 тыс. лет назад). Следы расселения ашельских людей выявлены, в основном, в южной и западной областях Кавказа. Типологический анализ показывает, что каменные орудия труда, заметно эволюционирующие на протяжении ашеля, имеют ближайшие аналогии в районах, примыкающих к Кавказу с юга (Иранский Азербайджан, Турция) [История народов Северного Кавказа.-., 1988]. В среднем палеолите (в мустьерскую эпоху, 80 - 40 тыс. лет назад) первобытный человек (очевидно, неандерталец) широко расселялся вдоль всего северного склона Большого Кавказа и в Причерноморье- В верхнепалеолитическое время (примерно 40 тыс. лет назад) на Северном Кавказе и в сопредельном Приазовье существовали различные территориально обособленные археологические культуры, характеризующиеся большим разнообразием каменных и комбинированных орудий. Их месторасположение свидетельствует о неравномерности заселения Северного Кавказа в этот период. В это же время появляются первые люди современного физического типа, сменившие первобытного человека [Бунак, 1980; Алексеев, 1989]. На основании археологических находок можно сделать вывод, что Кавказ был широко заселен в неолите. Племена Северного Кавказа поддерживали оживленные связи друг с другом и с жителями сопредельных областей, особенно с Закавказьем и Передней Азией [Формозов, 1965], Поэтому неудивительно, что по антропологическому облику энеолитическое население Северного Кавказа было длинноголовым и узколицым и принадлежало к южному каспийскому типу, как и население Закавказья и Передней Азии (Иран, Месопотамия) [Бунак, 1953; Козинцев, 1974; Гаджиев, 1975; Алексеев, 1989]. А вот период с конца III тыс. до н.э. по начало I тыс, до н.э. (собственно бронзовый век) - время широких контактов местных племен с соседними областями Кавказа и степями Восточной Европы [Марковин, 1960].
В этнической истории Северного Кавказа особое место занимает проблема взаимодействия автохтонных и пришлых элементов. Их соотношение менялось от эпохи к эпохе. По-прежнему спорным является вопрос о том, как отразилось на развитии местных племен включение культуры пришельцев, как ранних - скифо-сарматов, гуннов, так и поздних -тюрко-монгольских кочевников. Язык и культура некоторых этносов (например, адыгов, занимающих северо-запад Кавказа) оставались в целом индифферентными по отношению к иным культурам и языкам [Федоров, 1983; Анфимов, 1985; Шеуджен с соавт., 1996]. Более значительное влияние пришельцы оказали на Центральный Кавказ, где массовое и последовательное проникновение ираноязычных элементов (кочевников алан в начале н.э.) в кавказскую среду завершилось полной языковой ассимиляцией осетин и включением в речь карачаевцев и балкарцев существенных элементов иранского языка [Абаев, I960; Баскаков, 1960],
Полимсразная цепная реакция синтеза ДНК
Анализ полиморфизма девяти Л/г/-инсерций {АСЕ, АРОА1, PV92t ТРА25, Ya5NBC27t Ya5NBCl48t B65t Л25, Dl)t VNTR-иопторов четырех генов (фенилаланингидроксилазы {РАН), конститутивной эндотелиальной синтазы окиси азота {eNOS), аполипопротеина В {АРОВ), DIS80), CTG-повторов гена миотонинпротеинкиназы (DMPK) и распространенности делеции 32 п.н. гена хемокининового рецептора {CCR5), проводили методом полимеразнои цепной реакции (ПЦР) синтеза ДНК. ПЦР проводилась на амплификаторе «Терцик» производства компании "ДНК-технология" с использованием ДНК-полимеразы Thermits aquations производства фирмы "Силекс \
Амплификацию ДНК проводили с использованием праймеров, последовательности которых были предложены ранее (табл, 2) Реакция амплификации ДНК проводилась в 30 мкл смеси, содержащей 67 мМ трис-HCl (рН 8,8), 16,6 мМ (NH SO 1,5мМ MgCl2, 0,01% Tween-20, 0,1 мкг геномной ДНК, по 10 пМ каждого праймера, по 200 мкМ dATP, dGTP, dCTP, dTTP и 1 единицу активной ДНК-полимеразы, ПЦР проводили по схеме: начальная денатурация (94С, 4 мин,); 28-30 циклов амплификации со следующими параметрами: 1) денатурация - 94С, 35-60 сек; 2) отжиг -50-68С, 35-60 сек; 3) синтез - 72С, 45-120 сек; после чего проводили инкубацию при 72С в течение 10 минут. При изучении локуса АСЕ в амплификационную смесь также добавляли 5% DMSO с целью избежания избыточной амплификации аллеля D [Odawara et aIM 1997]. Условия проведения ПЦР варьировали в зависимости от праймера. Результаты амплификации оценивались путем проведения вертикального электрофореза в 6-7%-ном полиакриламидном геле (исходное соотношение акриламида и мстиленбисакриламида 29:1 или 29:1,3). Все операции проводили в соответветствии с общепринятыми методиками [Маниатис с соавт., 1984], В качестве электрофорезного буфера использовали ІхТВЕ (трис-боратный буфер). По окончании электрофореза гель окрашивали раствором бромистого этидия (0,1мкг/мл) в течение 15 минут и фотографировали в проходящем ультрафиолетовом свете. Размеры аллелей определяли путем одновременного электрофореза или с ДНК фага ц гидролизировашюй рестриктазой PstI или с нлазмидой РиС19, гидролизированной рестриктазой MspL Для CCRJ-локуса выявляли аллели CCR5 (175 п.н., норма) и Ассг5 (143 п.н., делеция 32 п.н.); Для минисателлита гена eNOS - аллели А (393 п.н.) и (420 п.н.); для VNTR-аллелей гена РАН- 8 аллелей длиной 380, 440, 470, 500, 530, 560, 620 и 650 п.н.; для каждого из /ї/и-повторов два аллеля - " /" (инсерция) и ) (делеция). Для СГС-повторов гена DMPK определяли 27 вариантов аллелей, соответствующих числу трииуклеотидных повторов от 5 до 32; для минисателлита гена АРОВ - 15 вариантов аллелей, соответствующих числу тандемных повторов от 25 до 52; для минисателлитного локуса DIS80 - 22 аллельных варианта, соответствующих числу повторов от 15 до 37. Реакция секвенирования мтДНК
Анализ нуклеотидных последовательностей гипервариабельного сегмента I контрольного региона мтДНК (ГВСІ) включал ПЦР-амплификациго фрагмента мтДНК ГВСІ размером 376 п.н. и сиквенс исследуемого участка (Исследования полиморфизма мтДНК проводились на базе Эстонского биоцентра (г, Тарту, Эстония)- Амплификацию проводили методом ПЦР согласно протоколу [Saiki et al.3 1988] па термоциклере «Biometra UNOII» в объеме 15-20 мкл. Реакционная смесь включала 1/10 объема ПЦР-буфера (750 мМ трис-НСІ, рН 9,0; 200 мМ (NH4)2S04 0,1%; Tween 20) 2,5 мМ MgCl2, 0,125-0,2 ед. Taq-ДНК полимеразы, по - 0,2 пМ праймеров, 1-3 мкл ДНК. Последовательности праймеров представлены в таблице 3 Определение нуклеотидных последовательностей проводили на автоматическом ссквенаторе Applied Biosystems модель 377 (Perkin Elmer) с использованием набора для флуоресцентного мечения DYEnamicET согласно протоколу фирмы производителя [Amersham Pharmacia Biotech DYEnamic ET Terminator Cycle Sequencing Kit], Для выявления первичной нуклеотидной последовательности образцов ДНК использовали компьютерную программу Seqlab [Genetic Computer Group, Madison, Wisconsin].
ПДРФ-анализ мтДНК Для ПДРФ-анализа мтДНК были отобраны сайты, специфичные для большинства европейских и азиатских популяций: 73Alw44If 7598HhaIt 4577NlaIIIt 7025AiuIt 10032АЫ1, 10397AluIt 12308Hinflf 12406HinclIt !2704MboI, 13704BstOIt 15606AluI. Последовательности праймеров, использованные для ПЦР-амплификации этих локусов, и способы детекции ПДРФ-аллелей приведены в таблице 3. Амплификация проводилась в
Таблица З tk стандартной смеси на термоциклере «Biometra UNOII» в объеме 15-20 мкл. Рестрикцию выполняли в соответствии с рекомендациями фирм-производителей использованных рестриктаз. Полученные гидролизаты разделяли электрофоретически в 2-3% агарозном геле. Результаты электрофореза визуализировали в проходящем ультрафиолетовом свете после окраски геля бромистым этидием, Математическую обработку результатов исследования проводили с использованием пакетов статистических программ: Genepopv, 1.2 [Raymond and Rousset, 1995], Statistica v.5.5 [StatSoft Inc., USA], Philip v.3.5c [Felsenstein, 1993], TreeView v.1,6.1 [Page, 2000], NetViz v.4.0 [NetViz Corporation], Частоты аллелей и их ошибки, фактическую и теоретическую гетерозиготи ость, соответствие распределения генотипов равновесию Харди-Вайнберга, коэффициент генной дифференциации, сравнение # характера распределения частот аллелей и генотипов между популяциями при анализе аутосомных локусов проводили с помощью пакета программ Genepop vt L2. Частоты аллелей определяли по формуле [Животовский, 1991] P N/N, где Nj — число i-ых аллелей, N - объем выборки. Стандартную ошибку частоты аллелей рассчитывали по формуле; S=VPi(l-Pi)/2N 1& где О - наблюдаемые, а Е - ожидаемые численности генотипов. При этом число степеней свободы к (df.)=m(m-l)/2, где m - число аллелей. Показатель фактической гетерозиготносте рассчитывали по формуле [Животовский, 1991]:
. Изучение распространенности делеции 32 п.н. гена рецептора хемокинов в этнических группах Северного Кавказа
В целом, для народов Северного Кавказа были обнаружены достоверные различия в распределении частот аллелей и генотипов по совокупности 5 сателлитных маркеров (VNTR-яокус DIS80, 3 ГЛТЯ-локуса в генах РАН, eNOS, АРОВ и 577?-локус в гене DMPK) между тюркоязычными популяциями (карачаевцы, кумыки ногайцы) и популяциями, говорящими на адыго-абхазских языках (адыги и абазины) ( =56,7340, р=0,0000 для частот аллелей и jf= 53,6320, р=0,0000 для частот генотипов), Межпопуляционное разнообразие по пяти сателлитным локусам для этносов Северного Кавказа оказалось равным 0,0109. Коэффициент генной дифференциации по этим маркерам для изученных нами народов этого региона был выше в тюркоязычных популяциях (Fst = 0,0105, что говорит о большей генетической гетерогенности) по сравнению с популяциями, говорящими на языках адыго-абхазской ветви (Fst = 0,0065).
Изучение распространенности делеции 32 п.н. гена рецептора хемокинов (CCR5) в этнических группах Северного Кавказа Исследование инсерционно-делеционного полиморфизма гена рецептора хемокинов CCR5 в популяциях народов Северного Кавказа выявило наличие в каждой популяции аллеля, имеющего дслецию 32 п,н., частота которого варьировала от 0,0327 у караиогаицев до 0,0815 у кубанских ногайцев (табл. 16, рис. 24), В тюркоязычных популяциях Волго-Уральского региона обнаружено более значительное колебание встречаемости мутантного аллеля (от 0,0370 башкир до 0,1340 у татар) [Галеева с соавт., 1998]. Средняя частота делеции для исследованных нами этносов равна 0,0565, что ниже, чем у тюркоязычных народов Волго-Уральского региона (0,0739) и в популяциях Европы, где встречаемость аллеля Jeer5 варьировала от 0,0238 до 0,1471, составляя в среднем 0,0810 [Гаоеева с соавт., 1998, 1999; Martinson et а!., 1997]. Деления не выявлена у населения Африки и в Японии [Dean et аЦ 1996; Martinson et ah, 1997] ее встречаемость в Азии - 0,0300 - 0,0850 [Асеев с соавт», 1997; Svyatova et al., 20Q3J. Аналогичная картина наблюдается в популяциях восточных славян, тюркхжшчньїх этносам Волто-Уральского региона и в Азии [Асеев с соявт., 1997; Сломиеский с соаат.т 1997; Галсева с сшвт 1998, 1999; Svyatova etal,, 2003]. Достоверные различия в распределении частот аллелей и генотипов гена CCR5 у народов Северного Кавказа выявлены только для кубанских ногайцев и караногайцев (р 0,05), что можно объяснить более низкой частотой делеции у караногайцев и высокой частотой делеции у кубанских ногайцев (0,0327 и 0,0815 соответственно). Распределение частот генотипов во всех изученных нами популяциях соответствовало равновесию Харди-Вайнберга- Максимальный уровень фактической гетерозиготности наблюдался у кубанских ногайцев (0,1631), минимальный - у караногайцев (0,0647), а в среднем этот показатель был равен 0,1129 (табл. 5). В популяциях Азии значение наблюдаемой гетерозиготности входило в диапазон от 0,1200 у тувинцев до 0,4250 у узбеков, составляя в среднем 0,2360, что существенно превышает результат, полученный для этносов Северного Кавказа [Асеев с соавт., 1997]. Межпопуляционные различия по локусу CCR5 вносят наименьший вклад в общую межпопу ляционную гетерогенность изученных нами народов Северного Кавказа - коэффициент генной дифференциации (Fst) был равен 0,0027 (рис. 18), 109 Таким образом, на основании изучения полиморфизма 15 аутосомных локусов (9 Я/w-noBTopoB, CCR5 и 5 сателлитных) в шести популяциях Северного Кавказа можно сделать следующее заключение: в целом, в этносах Северного Кавказа распределение частот аллелей по всем изученным маркерам ядерного генома, кроме гена рецептора хемокшюв CCR5, соответствует таковому в европейских популяциях. Исключение составляют караногайцы, которые по ряду локусов (PV92, APOAU Ya5NBC148, АРОВ, СГС-повторы в гене DMPK9 и некоторым аллелям локуса D1S80) демонстрируют сходство с азиатскими популяциями. Близость спектра аллельных частот именно у караногайцев к таковым в азиатских популяциях может быть объяснена большей долей монголоидного компонента в их антропологическом типе. Для Северного Кавказа показатель межпопуляционой дифференциации по 15 аутосомным локусам составил 0,0158. Это совпадает с оценкой данного параметра для народов Волго-Уральского региона, подсчитанной для аутосомных локусов (0,0160) [Викторова, 2002] и для генофонда этносов Европы, полученной по результатам изучения полиморфизма более 30 локусов и более 90 аллелей (0,0160) [Балановская, Нурбаев, 1998]. Больший вклад в межпопуляционнуга гетерогенность вносят различия по частотам АЫ-инсерций (Fst=0,0211), чем по частотам микро- и минисателлитных локусов (Fst=0,0109). Показатели межпопуляционного разнообразия как по 9 локусам Alu-повторов, так и по 5 сателлитным локусам были выше в тюркоязычных популяциях (карачаевцы, кумыки, ногайцы) (Fst=0,027S и 0,0105) по сравнению с адыго-абхазскими (адыги и абазины) (Fst=0»0072 и Fst=0,0065).
Анализ генетических расстояний между популяциями Северного Кавказа по данным о полиморфизме аутосомных ДНК-локусов
Для оценки степени родства изученных популяций был применен метод главных компонент и филогенетический анализ, основанные на данных о частотах A/w-повторов. На рисунке 34 приведено положение популяций Северного Кавказа относительно некоторых популяций мира в пространстве двух главных компонент по 6 локусам (АРОА1, PV92t ТРА25У Ya5NBC27, Ya5NBC148, В65). Первые две компоненты объясняют 88% вариабельности аллельных частот. Можно выделить два кластера популяций согласно антропологической классификации. Первый объединяет караногайцев с популяциями Азии, а второй - все остальные изученные нами выборки (в т.ч. и кубанских ногайцев, монголоидные признаки которых выражены менее значительно, чем у караногайцев) с европейскими популяциями. Отдельный подкластер в рамках второго кластера образуют популяции Северного Кавказа, а второй подкластер - популяции Европы, Полученные данные хорошо согласуются с вышеизложенными результатами анализа дифференциации популяций и поддерживают заключение о невысоком уровне генетической подразделенности населения Северного Кавказа. На рисунке 35 приведена консенсусная дендрограмма, отражающая филогенетические отношения популяций Северного Кавказа между собой, а также с популяциями Европы и Азии. На дереве четко вырисовываются два основных кластера. Первый» наиболее близкий к корню (предковой популяции, у которой отсутствуют копии А/н-повторов) включает ступенчато одну за другой монголоидные популяции по мере увеличения отличий их аллельного спектра от предковой популяции. Наиболее удаленными оказались ногайцы (особенно, караногайцы), в антропологическом типе которых присутствуют как монголоидные, так и европеоидные компоненты [Антропология ногайцев, 2003]. Второй кластер более структурирован и объединяет европеоидные популяции- В нем выделяют два субкластера, один из которых образуют кумыки, северные европейцы, французы и поляки. При этом близость кумыков к метисным ногайцам можно объяснить тем, что, по мнению некоторых антропологов [Гаджиев, 1975], у них присутствует монголоидная примесь. Следует отметить меньшее расстояние между кумыками и кубанскими ногайцами, которые обладают большей долей европеоидного компонента по сравнению с караногайцами [Антропология ногайцев, 2003],
Другой субкластер состоит из адыгов, карачаевцев и абазинов. Близость этих трех популяций между собой связана с тем, что адыги относятся к понтийскому типу локальной европеоидной расы, карачаевцы - к кавкасионскому, а абазины занимают промежуточное положение между понтийским и кавкасионским типами [Народы Кавказа, I960]. Более тесная группировка карачаевцев и абазинов по сравнению с адыгами может быть объяснена их территориальным соседством.
Результаты филогенетического анализа и метода главных компонент показали совпадение основных закономерностей генетических взаимоотношений между популяциями, выявленных при помощи обоих подходов. Таким образом, еще раз доказывается эффективность системы изученных маркеров для исследования генетического разнообразия и взаимоотношений популяций народов различных регионов. Для того чтобы выяснить степень родства между изученными нами этносами и другими популяциями Кавказа, исследованными Nasidze с соавт. (2001), по частотам семи Ata-инсерций (ACEt APOAU PV92, ТРА25Ч В65, D1, А25) мы использовали метод главных компонент (рис. 36), Видно, что первые две компоненты объясняют 72,6% вариабельности аллельных частот и четко разделяют популяции на два кластера по антропологическим типам -европеоидно-монголоидпые ногайцы и остальные европеоидные кавказские популяции. Отдельное положение европеоидных ингушей, очевидно, связано с тем, что у них выявлена самая низкая частота А/н-инсерций в локусах ТРЛ25 и В65у полное отсутствие вставки в локус D1, а также с небольшой численностью выборки Рисунок 36- Положение популяций Северного Кавказа по сравнению с некоторыми другими популяциями Кавказа [Nasidze et al.? 2001] в пространстве двух главных компонент по данным частот семи А/и-инссрций (АСЕ, ТРА25, PV92, APOAU Dlt А25, В65) Консенсусная дендрограмма, построенная на основе генетических расстояний по частотам 9 Л/и-элементов между шестью исследованными нами популяциями Северного Кавказа изображена на рисунке 37. Заметно деление на два кластера- Первый состоит из абазинов и карачаевцев, близких антропологически и географически, но относящихся к разным языковым семьям, второй - из адыгов, кумыков и ногайцев и отражает только антропологические особенности (большую европеоидность кубанских ногайцев по сравнению с караногайцами, некоторую монголоидную примесь у кумыков). Рисунок 37.
Консенсусная дендрограмма генетических взаимоотношений между популяциями Северного Кавказа, построенная по данным о частотах 9 А/н-инсерций.
Тесное генетическое родство абазинов и карачаевцев (0,0049) также демонстрирует матрица генетических расстояний между популяциями Северного Кавказа, подсчитанных по частотам 9 Afo-инсерций (табл. 20). Это сходство даже незначительно превышает таковое между кубанскими ногайцами и караногайцами (две этнографические группы одного этноса) (0,0068), что может быть связано с территориальной близостью карачаевцев и абазинов. Небольшое генетическое расстояние зафиксировано между адыгами и абазинами, антропологические типы которых похожи, языки относятся к одной ветви северокавказской языковой семьи, а история формирования связана с общими этническими элементами.
