Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 9
1.1. Полиморфизм ДНК и его использование в популяционно-генетических исследованиях 9
1.1.1. Полиморфизм ядерной ДНК человека 11
1.1.2. Полиморфизм митохондриальной ДНК человека 19
1.2. Этногенез и этническая история народов Средней Азии 33
1.2.1. Антропологическая характеристика народов Средней Азии 33
1.2.2. Этническая история народов Средней Азии 34
1.2.2.1. Этногенез казахов 35
1.2.2.2. Этногенез узбеков 38
1.2.2.3. Этногенез уйгуров 40
1.3. Популяционно-генетические исследования пародов Средней Азии 43
ГЛАВА II. Материалы и методы исследования 47
2.1. Материал для исследований 47
2.2. Методы исследования. 48
2.2.1. Выделение геномной ДНК 48
2.2.2. Полимеразная цепная реакция синтеза ДНК 49
2.2.3. Методы изучения полиморфизма мтДНК 61
2.2.4. Статистическая обработка результатов 63
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение 67
3.1. Анализ полиморфизма аутосомных ДНК-локусов в популяциях Средней Азии 67
3.1.1. Анализ полиморфизма Л/и-повторов в популяциях Средней Азии (АСЕ, ТРА25, PV92, АРОА1, YaNBC27, YaNBCUS, В65, А25, Dl) 67
3.1.2. Анализ распространенности делеции 32 п.н.гена хемокинового рецептора CCR5 в популяциях Средней Азии 77
3.1.3. Изучение VNTR-полиморфизма генов конститутивной эндотелиальной синтазы окиси азота (eNOS), фенилаланингидроксилазы (РАН), аполипротеина В (АРОВ) и DIS80 в популяциях Средней Азии 79
3.1.4. Анализ (СГС)п-полиморфизма микросателлитного локуса в гене миотонинпротеинкиназы (DMPK) в популяциях Средней Азии 100 3.2. Анализ полиморфизма митохондриальной ДНК в популяциях Средней Азии 109
Заключение 130
Выводы 135
Список литературы 137
- Полиморфизм митохондриальной ДНК человека
- Этническая история народов Средней Азии
- Полимеразная цепная реакция синтеза ДНК
- Анализ полиморфизма аутосомных ДНК-локусов в популяциях Средней Азии
Введение к работе
В настоящее время в ряду новых направлений геномики стоит исследование разнообразия генома, а наиболее популярными и продуктивными приложениями являются исследования, связанные с анализом происхождения и эволюционной истории популяций человека. Развитие этих исследований привело к появлению нового раздела науки — этногеномики. Основная ее задача - изучение особенностей геномного полиморфизма и геномного разнообразия отдельных популяций, этнотерриториальных общностей. Наряду с классическим изучением полиморфизма на уровне белков и ферментов, для решения популяционно-генетических проблем все шире используется исследование полиморфизма ядерного и митохондриального геномов, основанное на выявлении внутри- и межпопуляционных различий в частотах аллелей. Изучение полиморфизма ДНК ядерного и митохондриального геномов в популяциях человека важно как для молекулярно-генетической характеристики генофонда народов и генетических взаимоотношений между ними, так и для решения общетеоретических проблем популяционноЙ генетики человека. В настоящее время накоплен большой объем данных по полиморфизму ядерного [Batzer М.А. et al. 1994, 1996; Stonecking M. et al., 1997; Watkins et al., 2001; Zhivotovsky, 2001, 2003; Хуснутдинова 1995, 1996, 1999, 2002; Лимборская, Хуснутдинова, Балановская 2002; Степанов 2002, Хитринская 2003 и др.] и митохондриального геномов [Cann et al. 1987; Torroni et al., 1993-1996; 1998; Stoneking et al., 1994; 1996; Wallace et al., 1995, 2001; Richards et al., 1996; 1998; Comas, 1996,1998; Macaulay et al., 1999; Kivisild et al., 2003; Richards et al., 2003; Yao et al., 2003; Деренко и др, 1998-2000; Хуснутдинова, 1999, 2003, Малярчук, 2002 и др.].
Несомненный интерес для популяционно-генетических исследований
представляет Средняя Азия. Несмотря на обилие этнографических,
лингвистических и антропологических, палеоантропологических,
краниологических, одонтологических, соматологических, дерматоглифических, изосерологических, иммуно-биохимических данных, остаются неясными вопросы о генетических взаимоотношениях среднеазиатских народов, о вкладе различных предковых групп в их современный генофонд, о времени его происхождения [Ясевич, 1929; Либман, 1930, 1934; Ошанин 1931, 1953, 1957; Гинзбург, 1972; Спицын, 1984, 1985; Исмагулов, 1968, 1981, 1982, 1989; Кармышева, 1976; Алексеев, 1984; Кляшторный, 1992; Генофонд и геногеография народонаселения, т.1, 2000, под ред. Рычкова; Кабиров, 1975 и др.] Главную особенность формирования населения Средней Азии определяет географическое положение этого региона, которое является во многих смыслах пограничным. Это положение между Центральной Азией и Восточной Европой; между Южной Азией и Южной Сибирью. На протяжении тысячелетий на территории Средней Азии происходит смешение культур, движение тюрко-язычных и индоиранских народов. Это должно иметь отражение в структуре генофонда современного населения Средней Азии. Анализ полиморфизма ядерной и мтДНК, используемого для популяционно-генетических исследований, позволит как в целом, так и отдельно по женской линии, выявить особенности генофонда и генетической структуры изучаемых народов, их происхождения и межэтнических взаимоотношений. Результаты исследований внесут значительный вклад в решение проблемы этногенеза, этнической истории и культуры не только самих среднеазиатских народов, но и некоторых других этносов, имевших тесные исторические связи с населением Средней Азии.
Все вышеизложенное аргументирует своевременность и актуальность данного исследования.
Цель работы: Анализ генетической структуры, эволюции генофонда и
филогенетических взаимоотношений народов Средней Азии по данным о
v полиморфизме ДНК ядерного и митохондриального геномов.
Задачи:
Изучить полиморфизм 15 аутосомных ДНК-локусов (9 Л/и-инсерций, 5 гипервариабельных локусов и делеции 32 п.н. гена CCR5) в популяциях Средней Азии (казахи, узбеки, уйгуры).
Изучить характер распределения частот гаплогрупп митохондриальной ДНК в популяциях казахов, узбеков, уйгуров.
Исследовать генетическую дифференциацию народов Средней Азии по данным о полиморфизме аутосомных локусов и митохондриальной ДНК.
(* 4. Определить филогенетические взаимоотношения современных этносов
Средней Азии по данным о полиморфизме ДНК ядерного и митохондриального геномов.
5. Оценить время дивергенции линий в некоторых гаплогруппах мтДНК на территории Средней Азии.
Научная новизна
Впервые охарактеризован генофонд казахов, узбеков и уйгуров
одновременно по 15 аутосомным локусам (9 Л/а-инсерций: АСЕ, АРОА1, PV92,
^ ТРА25, YaNBC27, YaNBC148, В65, А25, Dl; 5 гипервариабельных: VNTR-
повторы гена РАН, АроВ, DIS80, eNOS, СГС-повторы гена DMPK и делеция 32 п.н. в гене хемокинового рецептора CCR5) и митохондриальной ДНК. Дана молекулярно-генетическая характеристика положения народов данного регона в мировом распределении частот генов.
Выявлена существенная гетерогенность популяций народов Средней Азии по распределению частот аллелей ^/и-инсерционных аутосомных локусов и частот гаплотипов мтДНК.
Впервые для коренных народов Средней Азии по данным о полиморфизме ГВСІ мтДНК подсчитано время дивергенции линий гаплогрупп НиО.
Впервые на основе данных полиморфизма ДНК-локусов ядерного и митохондриального геномов рассчитаны генетические расстояния между популяциями казахов, узбеков и уйгуров.
Теоретическое и практическое значение работы
Молекулярно-генетическая характеристика популяций Средней Азии является новой информацией для геногеографического изучения одного из важнейших регионов мира. Результаты исследования будут представлять интерес для антропологов, этнографов, лингвистов и демографов, занимающихся проблемами истории народонаселения. Данные по распределению частот аллелей гипервариабельных локусов в различных этнических группах Средней Азии могут использоваться в судебно-медицинской экспертизе для идентификации личности и определения генетического родства. Полученные сведения могут быть использованы при чтении лекций в научно-педагогическом процессе на биологических факультетах.
Положения, выносимые на защиту
Высокое внутрипопуляционное разнообразие и низкий уровень генетической подразделенности изученных народов Средней Азии по Л/и-инсерционному полиморфизму.
Своеобразие генофонда народов Средней Азии, заключающееся в распределении частот КЛТЯ-аллелей генов РАН и D1S80, близком к европеоидным популяциям, по локусу АроВ - к монголоидным популяциям.
Высокая информативность Л/и-инсерционного полиморфизма при оценке межпопуляционной дифференциации народов Средней Азии по сравнению с мини- и микросателлитными локусами.
Высокое разнообразие гаплотипов мтДНК и сформированных на их основе гаплогрупп в популяциях Средней Азии.
Оценка времени дивергенции линий мтДНК в популяциях Средней Азии для гаплогрупп D и Н.
Корреляция между матрицами генетических расстояний, рассчитанных на основе частот гаплогрупп мтДНК и географических расстояний, а также Alu-инсерционного и сателлитного полиморфизмов, Alu-локусов и митохондриальной ДНК.
Полиморфизм митохондриальной ДНК человека
Митохондриальная ДНК - кольцевая молекула размером 16569 п,н.т -кодирует 13 субъединиц внутримембранного дыхательного комплекса, две рибосомные и 22 транспортные РНК [Anderson et al., 1981]. В митохондриальной геноме выделяют два основных участка: кодирующую область мтДНК и некодирующий, или контрольный, регион (D-петля). Этот некодирующий регион является наиболее вариабельным участком митохондриапьного генома и содержит около 23% вариаций всей молекулы мтДНК [Horai et al.,1995]. Исключительный полиморфизм митохондриального генома существенно увеличивает возможность исследований в области эволюционной и популяционной генетики человека [Cann et al., 19S7; Wilson et al., 1987]- Это в значительной степени обусловлено особенностью структурной организации и рядом свойств мтДНК.
МтДНК представляет собой достаточно простую генетическую систему для изучения макро- и микроэволюционных процессов, а в случае популяций человека — для исследования демографической истории и биомедицинских аспектов, связанных с дифференциацией населения по мере расселения на планете. Материнский тип наследования [Giles et al., 1980] и отсутствие рекомбинации между молекулами [Olivo et ah, 1983; Merriwether et a!M 1991] приводит к эволюции митохондриальных геномов посредством последовательного накопления мутаций из поколения в поколение и к стохастическому распределению мутантных форм мтДНК в процессе клеточных делений [Giles et аК, 1980; Case, Wallace, 1981]. Вследствие этих особенностей эффективный размер генома митохондрий меньше по сравнению с аутосомными локусами, благодаря чему снижается «чувствительность» мтДНК к флюктуациям численности популяций. Это позволяет выявлять 20 периоды резкого роста численности популяций, что не всегда доступно при анализе ядерных маркеров.
Важным свойством ДНК митохондрий является высокий уровень изменчивости- Высокая скорость накопления мутаций увеличивает вероятность фиксации мутаций мтДНК и позволяет реконструировать филогенетические модели [Wilson et aL, 1985]. Скорость дивергенции мтДНК составляет приблизительно 2-4% за миллион лет [Brown et at., 1979; Cann et aL, 1987; Ward et ah, 1991], что в среднем в 10-20 раз превышает скорость накопления мутаций аутосомных локусов ядерного генома. Поэтому анализ изменчивости мтДНК дает возможность получать информацию о сходстве и различиях между этнорасовыми группами человека и анализировать демографическую историю стран и континентов [Cann et al., 1987; Torroni et ah, 1993-1996; 1998; Stoneking 1994; 1996; Wallace et aL, 1995, 2001; Horai et al., 1995; 1996; Richards et al., 1996; 1998; 2000; Comas et aL, 1996; 1998; Cavalli-Sforza and Minch, 1997; Macaulay et aL, 1999; Quintana-Murci et aL, 1999; Kivisild, 2000; Metspatu, 2001; Tambets et al., 2001; Villems et aL, 2002; Kivisild et aL, 2003; Mishmar et aL, 2003; Niemi et at., 2003; Richards et aL, 2003; Yao et aL, 2003; Деренко, 1998-2000; Хуснутдинова, 1999, 2003; Голубенко и др,, 2001; Бермишева и др., 2002 и др.]-Отсутствие давления отбора на маркеры мтДНК (вследствие селективной нейтральности) является необходимым условием для филогенетического анализа. Это позволило использовать информацию о полиморфизме мтДНК не только в анализе сходства и различий между популяциями и видами, но и для определения времени дивергенции между типами мтДНК, которое может соответствовать времени дивергенции между популяциями и видами [Cann et aL, 1987; Brown etaL, 1979],
В основу классификации и филогении гаплогрупп всего митохондриального генома современного человечества были положены два подхода: анализ нуклеотидных последовательностей ГВС1 [Torroni et aL, 1993-1996] и ПДРФ-метод. Многим группам мтДНК, определенным с помощью рестрикционного анализа, соответствуют вполне конкретные нуклеотидные 21 мотивы ГВС1, представленные сочетаниями нескольких вариантов полиморфизма. Этот метод позволил реконструировать последовательность эволюционных изменений мтДНК. На сегодняшний день в наиболее полном виде классифицированы митохондриальные гаплотипы у населения Евразии [Macaulay et al., 1999; Richards et al., 2000; Torroni et aL, 1993-1996, 1998], создаются классификации мтДНК населения Азии, Африки, Австралии и Океании [Starikovskaya et aL, 1998; Kivisild et ah, 1999, 2003; Quintana-Murci et aL, 1999a; Schurr et aL, 1999; Chen et aL, 2000; Derenko et aL, 2000; Yao et aL, 2002,2003].
В течение последних двух десятилетий исследования мтДНК играли ведущую роль в эволюционной генетике человека- Отсутствие мейотической (# рекомбинации мтДНК позволяет с помощью сравнительного филогенетического анализа установить последовательность и время возникновения отдельных мутаций и свести все типы мтДНК современных людей к единому гипотетическому предку, а на основании скорости мутирования мтДНК рассчитать гипотетическое время существования этого предка. Впервые подобная попытка была предпринята K.Cann et al [Cann., Stoneking et aL, 1987]. На основании данных рестрикционного анализа ДНК индивидов, представляющих различные человеческие популяции, авторы выдвинули гипотезу о вероятном общем предке по женской линии, обитавшем в Африке, так как наибольшее разнообразие типов мтДНК и их наибольшая. дивергенция имели место в африканских популяциях. Возраст общего предка был оценен примерно ь 200 000 лет. Эта гипотеза получила название "митохондриальной Евы", а идея моноцентрического происхождения человечества на африканском континенте до сих пор остается неизменной. Исследования мтДНК внесли важный вклад в решение вопросов о расселении Homo sapiens по планете и происхождении рас. В частности, данные о полиморфизме мтДНК подтвердили гипотезу о том, что коренные жители Америки - индейцы имеют общих предков с азиатскими популяциями, причем 22 популяция, заселившая Америку, была немногочисленной и, таким образом, имел место эффект основателя [Wallace et al, 1995,1999, 2000]. При классификации изменчивости мтДНК применяется филогеографический подход: чтобы установить происхождение и пути распространения той или иной филогенетической группы мтДНК необходим популяционный материал из разных регионов мира. На основе таких исследований изучаются древние миграции, которые были реконструированы на основе данных о полиморфизме мтДНК в современных популяциях. Таким способом изучается история заселения Европы [Richards et al., 2000], Японии [Horai et al„ 1996], Америки [Forster et aL,1996; Brown et al., 1998; Derenko et al., 2000, 2001], Индии [Kivisild et ah, 1999], Исландии [Helgason et al-, 2000].
Этническая история народов Средней Азии
Главную особенность формирования населения Средней Азии определяет географическое положение этого региона, который является во многих смыслах пограничным. Это положение между Центральной Азией и Восточной Европой; между Южной Азией и Южной Сибирью; и между горными районами и равнинами; и между пустыней, полупустыней и лесами [Генофонд и геногеография народонаселения, тЛ, под ред. Рычкова, 2000].
В вопросах этногенеза народов Средней Азии центральное место занимает проблема взаимодействия ираноязычных и тюркоязычных компонентов. Этническая история народов складывалась как синтез двух групп
древнего населения- Начальный период первой группы связан с формированием индоевропейских языков и европеоидного расового типа [Кляшторный, 1992]. В древности область распространения иранских языков и племен простиралась от юга Европы до Восточного Туркестана, и от Приуралья и Южной Сибири до юга Ирана. В VII-IV вв. до н.э. на всей территории Средней Азии обитали племена и народности, говорившие на языках иранской группы, - согдийцы, бактрийцы, хорезмийцы, различные племена саков и др.
Другая группа племен имела центрально-азиатское происхождение, в их среде преобладали тюркские языки и монголоидный расовый тип [Кляшторный, 1992]. Это группа тюркоязычных племен кочевников -скотоводов, проникавших на территорию региона с востока. В III в. до н.э. в Центральной Азии образовался крупный племенной союз хунну, военные миграции которого дали толчок движению кочевников (юечжей и гуннов) на запад. Начало тюркского этногенеза обычно связывается с распадом хунну и обособлением на территории Центральной Азии неизвестных ранее племенных групп. К VI в, значительная часть Средней Азии вошла в Тюркский каганат (551 - 744 гг.)- На протяжении почти тысячи лет тюркские языки заменяли иранские на территории Средней Азии [Андриянов, 1988].
История взаимоотношений и слияния обеих групп населения — ираноязычного и тюркского - на протяжении 2-3 тыс. лет и есть процесс, в ходе которого осуществлялась консолидация, и сформировались этнические общности. Именно из их среды во втором тысячелетии нашей эры сложились казахский, узбекский, киргизский, каракалпакский и другие народы [Кляшторный, 1992].
Казахи принадлежат к казахской языковой подгруппе кыпчакской группы западной ветви тюркской группы алтайской языковой семьи [Народы Средней Азии и Казахстана, под ред. Толстова, Т. 15 1962]. Многие исследователи [Толстов, 1962; Ошанин 1953; Исмагулов, 1982] придерживаются автохтонной теории происхождения, т.е. казахский этнос сложился из коренного, издревле обитавшего на данной территории населения эпохи бронзы- Представителями индоевропейской языковой и культурной общности, которая в начале II тыс, до н,э, обособилась в степной части Восточной Европы и Казахстана являются арийские (иранские) и индоиранские (индийские) племена [Кляшторный, 1992]. В истоках древнего населения Казахстана находится хорошо отличимый, ярко выраженный европеоидный тип [Исмагулов, 1982].
Преемниками ариея в Великой степи в начале 1 тыс. до н.э. стали их потомки — саки и савроматы. Установлено» что с этого времени у обитателей казахстанских степей появляются монголоидные примеси центрально-азиатского происхождения, сказавшиеся на их облике [Исмагулов, 1982], В течение 1 тыс. до н.э. - первой половине 1 тыс. н,э- на территорию Казахстана постоянно проникали компактные группы протоугорских племен из Западной Сибири и Приуралья, и, так называемых, "алтайских племен 1, из Восточной Сибири и Восточной части Центральной Азии, которые были носителями монголоидного физического типа. Вследствие продвижения гуннов на территорию Средней Азии произошел значительный сдвиг в сторону монголоидности местных племен [Исмагулов, 1982].
Во второй половине 1 тыс, тюркоязычными племенами создаются несколько крупных государственных образований (каганатов). Консолидация в 11-12 вв. средневековых степных тюркских племен, тесно связанных в экономическом и культурном развитии с земледельческими оазисами, расположенными на территории Казахстана, была важнейшим этапом сложения казахской народности. Завершение этногенеза казахов было надолго задержано нашествием монголов, вызвавшим новые значительные перемещения в казахстанских степях [Народы Средней Азии и Казахстана, под ред. Толстова, ТЛ., 1962].
Первая половина 13 в. была периодом бурного дробления, слияния, расхождения, гибели, объединения и миграции разных этнических, языковых, расовых и культурных элементов, В период монгольского нашествия у местного населения примесь азиатского расового ствола существенно возросла. Однако это означало не замену одного расового ствола другим, а лишь усиление их смешанности, В целом, за этот период доля монголоидного компонента у местных популяций увеличилась примерно так же, как и в тюркское время [Исмагулов, 1982],
В 16 веке для обозначения кочевого населения Узбекского улуса на территории Казахстана как собирательное название употреблялось слово узбек, происхождение которого остается неизвестным. Не имея ни политического значения, ни этнического содержания, слово "казак обозначало часть кочевников, отделившуюся от Узбекского улуса. Слово узбек стало обозначением группы племен, передвинувшихся впоследствии на территорию
Среднеазиатского междуречья. За оставшимися кочевать в степях Казахстана тюркоязычными племенами, объединенными под властью "казаков", окончательно закрепилось название казаки» за страной - название Казакстан. [Кляшторный, 1992].
В 16 веке, после завершения процесса сложения казахской народности на территории Казахстана, формируются жузы, в основе образования которых лежало объединение отдельных родов и племен в племенные союзы. Старший жуз (Улу-жуз, район Семиречья) населяли усуни, канглы, дулаты, албан, джалаиры и другие племена. Другой обособленный район находился к северу от Семиречья - Средний жуз (Орта-жуз). В него входили кипчаки, аргыны, найманы, керей и другие племена, В Западном Казахстане из племенных союзов древности известны союзы сарматов, после монгольского завоевания — ногайское объединение. Здесь сложился Младший жуз (Кши-жуз), его образование относится к более позднему времени, чем Старшего и Среднего жузов. Язык населения всех трех жузов был общим, прослеживались лишь некоторые различия в говорах [История Казахской ССР, 1957, под ред. Ауэзова].
Полимеразная цепная реакция синтеза ДНК
Частоты Аіи-повторов PV92 колебались от 0,4579 узбеков до 0,5139 казахов, что совпадает с данными о более низких частотах данной /и-инсерции в популяциях Европы [Watkins et aL, 2001]. Встречаемость РК92-инсерции в тюркоязычных популяциях Волго-Уральского региона (0,3060 у башкир и 0,2040 у татар) оказалась ниже, чем в популяциях Средней Азии [Хусаинова и др., 2004]. Распределение частот данной инсерции у узбеков (0,4667) и казахов (0,5550), полученное ранее в работе И.КХХитринской и др. (2003), практически совпадает с таковым в наших исследованиях. По частоте Л -инсерции в локусе ТРА25 исследованные популяции Средней Азии продемонстрировали гомогенность (казахи (0,4799), узбеки (0,4673) и уйгуры (0,4556)) и заняли промежуточное положение между азиатскими и европейскими популяциями. Среди популяций Азии наблюдается большой разброс по частоте 77М25-инсерции: от 0,2500 у малазийцев до 0,5000 у японцев и камбоджийцев, В некоторых популяциях Африки данная инсерция полностью отсутствует. В Европе обнаружена достаточно высокая частота ТРА25 АЫ инсерции - от 0,4444 у финнов до 0,7500 у поляков [Watkins etal.,2001]. Во всех изученных популяциях наблюдалась высокая частота Alu-инсерций в гене АСЕ (в среднем 0,5434), Наименьшее значение частоты АСЕ-инсерции выявлено в популяции узбеков - 0,5283, наибольшее - 0,5726 у уйгуров- По данным ИКХХитринской и др. (2003), у узбеков частота АСЕ-инсерции составила 0,5978, у казахов - 0,6013- Для частот этой -4/ц-инсерции характерны широкие пределы вариации, как для европеоидов,, так и для монголоидов Азии и Нового Света [Степанов, 2002], В популяциях Волго Уральского региона частоты Л/и-инсерций в гене АСЕ варьировали от 0,2500 в выборке горных марийцев до 0,6780 у мордвы [Хусаинова и др., 2004]. Для изученных популяций не выявлено закономерностей распределения частоты В65 Л/и-инсерции в зависимости от доли европеоидного и монголоидного компонентов в их генофондах, В целом, частоты данной инсерции в популяциях Средней Азии (от 0,2276 у уйгуров до 0,2378 у казахов) оказались ниже, чем в популяциях Европы (от 0,3500 у поляков до 0,6250 у французов), Азии (от 0,4120 у камбоджийцев до 0,5000 у малайцев) и исследованных ранее популяциях Средней Азии (0,3462 у казахов и 0,5851 у узбеков) [Watkins et al., 2001, Хитринская и др., 2003]. Выявлено, что частоты /w-инсерций в гене А25 в популяции узбеков (0,2476) выше, чем в популяциях казахов (0,0831) и уйгуров (0,0659)- В популяциях казахов и узбеков, исследованных в работе И.Ю.Хитринской и др. (2003), частоты (25-инсерции составили 0,0724 и 0,0851 соответственно. По локусу D1 выявлена подразделенность популяций Средней Азии. Частота -4/#-инсерции колебалась от 0,1762 в популяции уйгуров до 0,2231 в популяции казахов, что значительно ниже, чем в ранее изученных популяциях казахов (0,6000) и узбеков (0,4660) [Хитринская, 2003].
В целом, для изученных популяций Средней Азии наблюдаются широкие предельг вариации частот /м-инсерций, характерные как для европеоидов, так и для монголоидов. Азиатский компонент в генофонде изученных популяций подтверждает относительно низкая частота ,4/и-инсерции в локусе АРОА1 (0,6935 - 0,8832), относительно высокая частота вставки в YaNBC148 в популяциях казахов и уйгуров (0,3629 и 0,3071 соответственно), наличие ГдА С -инсерции во всех изученных популяциях. Относительно низкие частоты /ы-повтора в локусе PV92 у казахов, уйгуров и узбеков (0,5139, 0,4798 и 0,4579 соответственно) и в локусе YaNBC148 у узбеков (0,2346) указывают на вклад европеоидного компонента в генофонд народов Средней Азии. Частоты /w-инсерций в локусах АСЕ и ТРА25, зафиксированные в изученных популяциях, характерны как для европеоидных, так и для азиатских популяций. По распределению частот /и-инсерций во всех популяциях поддерживается равновесие Харди-Вайнберга, кроме популяции казахов по локусу АРОА1, узбеков по локусам АСЕ, А25, уйгуров по локусу PV92 (р 0,0100), что связано как с недостатком, так и избытком гетерозигот. Это, по-видимому, можно объяснить случайными стохастическими процессами в данных выборках.
Значение теоретической гетерозиготности по изученным Л/м-инсерциям варьировало от 0,2070 в популяции узбеков до значения 0,5000. В среднем, величина ожидаемой гетерозиготности по 4/ы-инсерционным локусам составила 0,3950, что указывает на существование значительного внутрипопуляционного генетического разнообразия. Наибольший уровень разнообразия по Alu инсерциям (0,5000) выявлен по локусам АСЕ в популяции узбеков и PV92 в популяции уйгуров, что является максимальным значением для диаллельного локуса. Наименьший уровень теоретической гетерозиготности выявлен по локусу А25 в популяции уйгуров (0,0659). Средний уровень внутрипопуляционного генетического разнообразия популяций Средней Азии по шести локусам (АСЕ, TRA25t PV92t АРОА1, A25t В65) в работе И.КХХитринской (2003) составил 0,3735, тогда как в наших популяциях значение теоретической гетерозиготности по этим же Alu-инсерциям составило 0,4265. Необходимо отметить, что также по шести Alu-инсерциям (АСЕ, TRA25, PV92f APOAJ, Ya5NBCl48f Ya5NBC27) наблюдалось более высокое значение генного разнообразия в исследованных нами популяциях Средней Азии, чем в популяциях Вол го-Уральского региона [Хусаинова и др,, 2004]: средняя величина фактической гетерозиготности в первом случае составила 0,4530, а во втором - 0,3740.
Для оценки степени межпопуляционного разнообразия был использован коэффициент генной дифференциации Fst, показывающий долю межпопуляционных различий в общем генетическом разнообразии- Значение коэффициента F по 9 /w-инсерционным локусам составило 0,0097, что свидетельствует об относительно невысоком уровне генетической подразделенности населения изучаемого региона. По литературным данным, степень генетической дифференциации (Fst) по 4/и-инсерЦионному полиморфизму составила 0,0114 в Восточной Сибири, 0,0277 в Южной Сибири [Степанов, 2002], 0,0610 в Вол го-Уральском регионе [Хусаинова и др., 2004], 0,0170 в Европе, 0,0670 и 0,0530 в Восточной и Западной Азии, соответственно [Stoneking et al., 1997], 0,0287 в ранее изученных популяциях Средней Азии [Хитринская и др., 2003]. Обобщая вышеуказанные данные, можно отметить, что степень межпопуляционных генетических различий в Средней Азии более близка к таковой в Восточной Сибири [Степанов, 2002] и в Европе [Stoneking et аК, 1997], но сильно отличается от значения коэффициента генной дифференциации в ранее изученных популяциях Средней Азии [Хитринская и др., 2003]. Вероятно, это связано с тем, что в нашей работе изучается три тюркоязычные популяции Средней Азии: казахи, узбеки и уйгуры, а в работе ИЛСХитринской - б популяций этого региона, принадлежащие к разным языковым семьям: казахи, узбеки, киргизы (последние в свою очередь разделяются на южных и северных и рассматриваются как отдельные популяции) - к алтайской языковой семье, таджики - к иранской группе индоевропейской языковой семьи, дунгане — к сино-тибетской языковой семье. В изученных популяциях Средней Азии наибольший вклад в межпопуляционное разнообразие вносят различия по частотам 4/и-инсерций в локусах А25 (0,0749) и ApoAl (0,039), низкие значения коэффициента F получены по локусам В65 (0,0001), АСЕ (0,0005) и PV92 (0,0007).
Анализ полиморфизма аутосомных ДНК-локусов в популяциях Средней Азии
Еще одна особенность распределения аллельных частот АроВ которую можно трактовать как расово-диагностический признак, это - модальность, У европеоидов наряду с пиком частот аллелей АроВ 34 и АроВ 36 имеется еще один пик — в районе АроВ 48, который может достигать величины 0,1000. Таким образом, у европеоидов, как правило, распределение аллельных частот носит бимодальный характер. В отличие от них, в монголоидных и негроидных популяциях не обнаружен второй пик и распределение частот аллелей характеризуется унимодальностью [Renges et aL, 1992; Fukuyama et ah, 1991].
По распределению частот аллелей АроВ 34 и АроВ 36 популяции казахов, узбеков и уйгуров близки к монголоидным популяциям. Частоты аллеля АроВ 34 у казахов, узбеков и уйгуров (0,3946; 0,3971; 0,4016) значительно преобладали над частотами аллелея АроВ 36 в тех же популяциях {0,2380; 0,2255; 0,2787 соответственно) [Renges et aL, 1992; Fukuyama et aL, 1991]. По преобладанию частот аллеля АроВ 34 исследованные популяции также близки к татарам и башкирам Волго-Уральского региона [Хуснутдинова,1996]. Все изученные популяции Средней Азии имеют унимодальный характер распределения, В популяциях казахов и узбеков второй пик очень слабо выражен (0,0208 и 0,0196), как и в популяциях башкир и татар Волго-Уральского региона [Хуснутдинова, 1996], В популяции уйгуров аллель АроВ 48 выявлен не был»
Заслуживают внимания аллели АроВ 30, АроВ 32, АроВ 38: так,. наименьшая частота аллеля АроВ 30 изменялась от 0,0415 у казахов, 0,0539 у узбеков до 0,0690 у уйгуров- В европеоидных популяциях, например, Австрии, Франции, Бельгии и Германии, аллель АроВ 30 встречается с частотой ОД 000 [Fried! et aIM 1990; Deka et aL, 1992; Boerwinkle et aL, 1989; Decorte et aL, 1990], такая же высокая частота его в популяциях народов Южной Азии — 0,1300 [Renges et aL, 1992], сибирской популяции и у европеоидов Бельгии - 0,0780 [Котлярова и др., 1994; Decorte et aIM 1990]. При этом, в популяциях Швеции частота его значительно ниже - 0,0400 [Renges et aL, 1992]- Частота аллеля АроВ 32 в среднеазиатских популяциях практически одинакова - 0,0931 у 93 узбеков, 051006 у казахов, 0,1107 у уйгуров. Наблюдается схожесть характера распределения частоты аллеля АроВ 32 в популяциях Средней Азии с популяциями башкир и мари Волго-Уральского региона (ОД 000) [Хуснутдинова, 1996]- Высока частота этого аллеля в популяциях Южной Азии (0,1600), Швеции (0,18) [Renges et ah, 1992], а также Италии (0,1500) [Calo et aL, 1998] и Сербии ОД 700 [Alavantic et aL, 1998]. В других европейских популяциях и в популяции русских Сибири частота аллеля АроВ 32 значительно ниже (в среднем 0,0600); самая низкая частота данного аллеля выявлена в Японии (0,0140) и у саамов [Fukuyama et aL, 1991; Lahermo et aL, 1996], Частота аллеля АроВ 38 у узбеков (0,0588) оказалась выше, чем у уйгуров (0,0246) и казахов (0,0288). В изученных популяциях мира частота этого аллеля варьирует от 0,0000 в популяции Японии и саамов до ОД 100 в некоторых популяциях Италии [Fukuyama et aL, 1991; Lahermo et aL, 1996; Calo et aL, 1998]. Такой же характер распределения частот этого аллеля наблюдается в популяциях Средней Азии, и у татар и марийцев Волго-Уральского региона (0,0100) [Хуснутдинова, 1996], Таким образом, для аллелей АроВ 30, АроВ 32 и АроВ 38 не выявлено определенной зависимости от географического расположения или этнической принадлежности. Однако, учитывая значительную вариабельность этих аллелей в популяциях, их можно отнести к числу информативных аллелей данной полиморфной системы. При сравнении распределения частот аллелей локуса АроВ в популяциях Средней Азии не было обнаружено достоверных различий.
Наиболее высокое значение фактической гетерозиготности по локусу АроВ выявлено в популяции узбеков (0,7009) (таблица 8), что соответствует таковому в европеоидных популяциях, описанных в литературе [Deka et aL, 1992; Renges et aL, 1992; Boerwinkle et aL, 1989], наименьшее значение фактической гетерозиготности обнаружено в популяции уйгуров (0,6290), что соответствует таковому в популяции японцев и Качари из Северной Индии [Fukuyama et aL, 1991; Deka et aL, 1992], Индексы фактической гетерозиготности в исследованных популяциях оказались близки к таковым в популяциях мордвы, удмуртов и башкир Вол го-Уральского региона (0,7300, 0,6700 и 0,5940 соответственно) [Хуснутдинова, 1996]. Теоретическая гетерозиготность варьировала от 0,7406 в популяции уйгуров до 0,7703 в популяции узбеков.
Для народов Средней Азии обнаружено очень небольшое межпопуляционное разнообразие по локусу АроВ: коэффициент генной дифференциации (Fst) составил 0,0012 (таблица 9). Он оказался значительно ниже по сравнению с такрвым в популяциях Волго-Уральского региона, где составил 0,0168 [Хуснутдинова, 1996]. Изучение полиморфизма минисателлита DIS80
Характер распределения частот аллелей минисателлита D1S80 оказался типичным для других описанных европеоидных популяций [Budowle et al., 1995; Asmundo, Crino 1998; Lahermo et al., 1996; Woller et al, 1995]. Выявлены два мажорных (наиболее часто встречающихся) аллеля: D1S80 18 и D1S80 24 (таблица 14). Частота первого мажорного аллеля, содержащего 18 повторяющихся звеньев, в изученных популяциях варьировала от 0,1818 у узбеков до 0,2708 у уйгуров. В других европеоидных популяциях его частота колеблется от 0,1900 до 0,2700, у монголоидов - 0Д500 - ОД700, у негроидов -0,7300 [Budowle et al., 1995; Asmundo, Crino 1998; Arakura et al., 1998]- Данный аллель преобладает в тюркоязычных популяциях Волп Уральского региона - в четырех этнографических групп башкир (0,2920 - 0,3330) и у татар (0,3140), а также у коми (0,2950) и мари (0,3330) [Verbenko et al., 2003]. Второй мажорный аллель — D1S80 24 — в изученных популяциях варьировал с частотой от 0,2433 у казахов до 0,2833 у уйгуров. В популяциях Вол го-Уральского региона данный аллель так же явился вторым по частоте, за исключением популяции мордвы, где его частота составила 0,3795 [Verbenko et al, 2003], В европейских популяциях аллель D1S80 24 встречается с частотой от 0,2760 до 0,4180. Частота данного аллеля у монголоидов и негроидов несколько ниже (около 0,2300) [Budowle et ah, 1995; Asmundo, Crino 1998; Arakura et ah, 1998; Verbenko et ah, 2003; Кравченко и др., 2001]. Аллель D1S80 22 имеет сходную частоту во многих популяциях разной расовой принадлежности. Что касается аллеля D1S80 28, то его частота составила 0,0791 у казахов, 0,0583 у уйгуров и 0,0707 у узбеков. В европейских популяциях он имеет такие же значения, У монголоидов его встречаемость такая же, как у европеоидов, но у негроидов достигает 0,1300 [Budowle et at, 1995] Интересно, что в южноевропейских популяциях более высока частота аллеля D1S80 29. Аллель D1S80 31 обнаружен во всех популяциях Средней Азии (от 0,0583 у уйгуров до 0,0707 у узбеков), в восточноевропейских популяциях встречается с частотой от 0,0550 до 0,1150 [Кравченко и др., 2001], а в большинстве других европеоидных популяций его встречаемость меньше 0,0500, а у белых американцев, поляков и австрийцев — от 0,0700 до 0,1000 [Lahermo et ah, 1996]. У монголоидов и негроидов частота этого аллеля не очень выражена. В популяциях Волго-Уральского региона частота аллеля D1S80 31 варьировала от 0,0706 у башкир до 0,1670 у мари [Verbenko et ah, 2003], У монголоидов с частотой около 0,1200 встречается другой аллель - аллель D1S80 30 [Arakura et ah, 1998], который в наших популяциях обнаружен с частотой 0,0303 у узбеков, 0,0373 у казахов и 0,0583 у уйгуров, а в популяциях Волго-Уральского региона колебался от 0,0110 у татар до 0,0345 у мордвы, а в популяциях коми, удмуртов выявлен не был [Verbenko et ah, 2003].
