Содержание к диссертации
Введение
ГлаваІ.Обзор итературы 11
1.1. Полиморфизм митохондриальной ДНК человека 11
1.2. Полиморфизм Y хромосомы человека 27
1.3. Популяционно-генетические исследования народов Волго-Уральского региона 38
Глава II.Материалы и методы 42
И. 1. Объект исследования 42
П.2. Методы исследования 47
ІІ.2.1. Выделение геномной ДНК 47
П.2.2. Методы изучения полиморфизма ДНК митохондриального генома
2.3. Методы изучения полиморфизма Y хромосомы 51
II.3. Статистическая обработка результатов 58
Глава III.Результаты исследования и их обсуждение 62
III. 1. Результаты исследования мтДНК у народов Волго-Уральского региона 62
III. 1.1 .Изменчивость нуклеотидных последовательностей Контрольного региона мтДНК в популяциях Волго-Уральского региона 62
III. 1.2. Характеристика гапцогоунії ШЩЪЖу народов Волго-Уральского региона 75
III. 1.3. Генетическое разнообразие митохондриального генофонда популяций Волго-Уральского региона 85
III. 1.4. Оценка относительного вклада европеоидного и монголоидного Компонентов в формирование народов Волго-Уральского региона 97
III.2. Результаты исследования полиморфизма Y хромосомы у народов Волго-Уральского региона 101
Ш.2.1. Анализ изучения микросателлитных локусов Y хромосомы в популяциях Волго-Уральского региона 101
111.2.2. Анализ гаплотипического разнообразия Y хромосомы в популяциях Волго-Уральского региона 121
111.2.3. Анализ полиморфизма диаллельных локусов Y хромосомы у народов Волго-Уральского региона 138
Заключение. 150
Выводы 160
Литература 161
- Полиморфизм Y хромосомы человека
- Популяционно-генетические исследования народов Волго-Уральского региона
- Методы изучения полиморфизма Y хромосомы
- Оценка относительного вклада европеоидного и монголоидного Компонентов в формирование народов Волго-Уральского региона
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Население Волго-Уральского региона представлено народами, которые принадлежат к различным языковым группам: к пермской ветви уральской языковой семьи (коми-зыряне, коми-пермяки и удмурты), к волго-финской ветви той же семьи (мордва и марийцы), тюркской ветви алтайской языковой семьи (башкиры, татары и чуваши) и славянской ветви индоиранской языковой семьи (русские). С данным географическим регионом связана одна из наиболее сложных и спорных проблем расогенеза Западной Евразии. В антропологическом типе всех этих народов фиксируются признаки двух больших рас - европеоидов и монголоидов, но сочетания этих признаков и степень их проявления у некоторых народов заставляет многих исследователей усомниться в смешанном происхождении физического типа финно-язычных народов (Бунак, 1965; 1974; Чебоксаров, 1971; Рогинский, 1978). Волго-Уральский регион подразделен и в природно-экологическом отношении: его население проживает в различных физико-географических зонах - от Прикаспийских степей до тайги Зауралья и тундры Полярного Урала.
Учитывая этническую неоднородность коренных этносов, проживающих на территории Волго-Уральского региона (ВУР), чрезвычайную сложность процессов их исторического формирования, представляется целесообразным проведение популяционных исследований генетической структуры народов края.
Информация об особенностях генетических структур этих популяций является необходимым вкладом в сумму знаний о разнообразии генофонда человечества, которые применимы для решения вопросов эволюции человека, а также для исследования исторических процессов, связанных с формированием конкретных этносов.
Современные достижения в области молекулярной биологии по расшифровке точной нуклеотидной последовательности генома человека существенно расширили возможности генетических исследований современных популяций.
Сегодня, наряду с классическим изучением полиморфизма на уровне белков и ферментов, ПДРФ-анализом ДНК, для решения популяционно-генетических проблем все шире используется исследование гипервариабельных последовательностей ядерного и митохондриального геномов, поскольку в силу своей большей гетерозиготносте в популяциях, они являются более информативными маркерами при изучении структуры популяций (Jorde, 1980; Jeffreys et al., 1985; Harihara et.al., 1988; Edwards et al., 1992; Nei et al., 1993; Mountain, 1994).
Особое место среди высокополиморфных генетических систем принадлежит митохондриальной ДНК (мтДНК). Материнский характер наследования, отсутствие рекомбинации и высокий уровень изменчивости позволяют использовать мтДНК как высокоинформативный инструмент в решении вопросов эволюционной, популяционной и медицинской генетики (Anderson, 1981; Horai et al., 1984; 1986; 1990; 1993; Cann et al., 1987; Chakraborty, 1991; Stoneking et al., 1991; Петрищев с соав., 1993; Малярчук с соав., 1994; 1995; 1997; Sajantila et al., 1995; Lahermo et al., 1996; Richards et al., 1996; 1998; Хуснутдинова с соав., 1999; Izagirre et al., 1999; Macaulay et al., 1999; Orekhov et al., 2000).
Y хромосома в последнее время стала одним из основных инструментов в исследованиях популяционной генетики и эволюции человека (Jobling et al., 1995; Cavalli-Sforsa, 1998; Underbill, 2000). Многочисленные полиморфные маркеры на Y хромосоме, включая диаллельные полиморфизмы и микросателлитные локусы, позволяют пересмотреть точку зрения о низкой вариабельности Y хромосомы. Уникальные свойства Ухромосомы, такие как передача только по отцовской линии и отсутствие рекомбинации в негомологичной X хромосоме части
Ухромосомы, позволяют прослеживать отцовские линии по гаплотипам, композиция которых представляет собой уникальную "запись" мутационных событий в предыдущих поколениях.
Анализ гаплотипов на маркерных хромосомах аутосомных локусов, Ухромосомы и мтДНК дает возможность выявить генетические процессы, непосредственно отражающие этническую историю, филогенетические взаимоотношения и эволюцию современных народов Волго-Уральского региона по мужской и женской линии. Подобные исследования сейчас проводятся во всем мире. Накопление данных о генетическом своеобразии народов Волго-Уральского региона будет способствовать расширению границ генетически изученных областей Евразии и, в целом, мирового распределения частот генов.
Выше изложенное обосновывает своевременность и актуальность настоящего исследования.
Цель работы - сравнительный анализ структуры генофонда народонаселения Волго-Уральского региона по данным о полиморфизме митохондриальной ДНК и Y хромосомы.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
1. Оценить уровень гаплотипического разнообразия народов Волго-
Уральского региона по данным о полиморфизме нуклеотидных
последовательностей гипервариабельного сегмента І (ГВСІ) контрольного
региона мтДНК.
2. Дать оценку относительного вклада европеоидного и
монголоидного компонентов в формирование генетического разнообразия
митохондриального генофонда популяций Волго-Уральского региона.
3. Провести сравнительный анализ распределения частот аллелей и
гаплотипов семи микросателлитных локусов Y хромосомы.
4. Изучить генетическую дифференциацию народов Волго-
Уральского региона по данным о полиморфизме Y хромосомы.
4. Определить характер сцепления диаллельных маркеров с
микросателлитными локусами на Y хромосоме в исследуемых
популяциях.
5. Провести сравнительную оценку времени дивергенции
гаплотипов мтДНК и Y хромосомы для населения Волго-Уральского
региона.
6. Охарактеризовать филогенетические взаимоотношения
современных народов Волго-Уральского региона по мужской и женской
линии эволюции генофонда.
Научная новизна работы.
Впервые в этнических группах Волго-Уральского региона проведен анализ нуклеотидных последовательностей гипервариабельного сегмента I контрольного региона митохондриального генома, дана характеристика генетической структуры народов Волго-Уральского региона по женской линии.
Впервые в этнических группах Волго-Уральского региона проведен анализ аллельного и гаплотипического разнообразия коротких тандемных повторов 7 микросателлитных локусов Y хромосомы и дана характеристика генетической структуры народов Волго-Уральского региона по мужской линии.
По данным о распределении частот аллелей и гаплотипов по мужской и женской линии впервые проведена оценка генного разнообразия и генетической дифференциации современных этносов, проживающих на территории Волго-Уральского региона.
Впервые для населения Волго-Уральского региона проведены оценка времени дивергенции гаплотипов мтДНК и Y хромосомы и анализ филогенетических взаимоотношений популяций Волго-Уральского региона по мужской и женской линии эволюции генофонда.
Получена новая информация о независимом процессе формирования гайнинских башкир относительно других этнографических групп башкир.
Все полученные данные являются принципиально новыми.
Научно-практическая значимость работы.
1. Молекулярно-генетическая характеристика популяций Волго-
Уральского региона по данным о полиморфизме мтДНК и Y хромосомы
является важным вкладом в сумму знаний об особенностях генофондов
народов России. Полученная информация является основой для эколого-
генетического мониторинга населения Волго-Уральского региона.
Данные о генетической подразделенности изученных популяций дают возможность в дальнейшем исследовать зависимость характера наследственной патологии от особенностей их генетической структуры.
Информация о своеобразии распределения частот генов в исследованных этнических группах является базисной для судебно-медицинской экспертизы.
4. Материалы о популяционной генетике народов Волго-Уральского
региона могут быть использованы в учебном процессе на биологических и медицинских факультетах.
Положения, выносимые на защиту:
Гаплотипическое разнообразие ГВСІ мтДНК у народов Волго-Уральского региона характеризуется высокой гетерогенностью.
В формировании митохондриального генофонда народов Волго-Уральского региона наибольшую роль играли европеоидные популяции и, в меньшей степени, популяции с монголоидными типами мтДНК.
Уровень межпопуляционного разнообразия микросателлитных локусов Y хромосомы составил 19,95%, что значительно превышает оценки уровня дифференциации народов Волго-Уральского региона по данным о классических (Gst = 1,91) и молекулярных ядерных маркерах (Gst- 1,91).
Медианные сети демонстрируют отсутствие единой генетической основы в формировании мужского генофонда народов Волго-Уральского
региона и свидетельствуют о наличии двух независимых источников происхождения Y хромосом, несущих Tat-мутацию: северо-евразийского и центрально-азиатского.
Получены сходные средние оценки времени дивергенции гаплотипов мтДНК и Y хромосомы для населения Волго-Уральского региона.
Различия в характере филогенетических взаимоотношений народов Волго-Уральского региона по женской и мужской линиям обусловлены как различиями генетической природы изученных маркеров, так и спецификой популяционно-генетических процессов в отношении мужского и женского населения Волго-Уральского региона.
Апробация работы.
Основные положения диссертации доложены на Международной конференции по геному человека (HGM, Brisbane, 1999); 31-ой Международной конференции по генетике человека (ESHG, Geneva, 1999); Международной научной конференции по геному человека (HGM, Vancouver, 2000); 32-ой Международной конференции по генетике человека (ESHG, Amsterdam, 2000); II Российском съезде медицинских генетиков (Курск, 2000); Международной научной конференции «Биологическое разнообразие и динамика экосистем Северной Евразии» (BDENE, Novosibirsk, 2000); межлабораторном генетическом семинаре ИБГ УНЦ РАН (Уфа, 2001).
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 12 работ, 2 работы находятся в печати.
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов и обсуждения, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на
страницах машинописного текста и включает 24 таблиц и 23 рисунка. Список литературы содержит 183 источников, в том числе 56 публикаций на русском языке.
Полиморфизм Y хромосомы человека
Y хромосома в последнее время стала одним из основных инструментов в исследованиях популяционной генетики и эволюции человека (Jobling, 1995; Cavalli-Sforza, 1998). Долгое время считалось, что уровень полиморфизма Y хромосомы значительно ниже в сравнении с аутосомами (Jacubiczka, 1989; Malaspina, 1990; Sprudle, 1992; Dorit, 1995; Jobling, 1994). Найденные в последнее время многочисленные полиморфные маркеры на Y хромосоме, включая биаллельные полиморфизмы и микросателлитные маркеры, позволяют пересмотреть точку зрения о низкой вариабельности Y хромосомы.
Уникальные свойства Ухромосомы, такие как передача только по отцовской линии и отсутствие рекомбинации в негомологичной X хромосоме части Ухромосомы (нерекомбинантная область), позволяют прослеживать отцовские линии по гаплотипам, композиция которых представляет собой уникальную "запись" мутационных событий в предыдущих поколениях.
Вследствии низкой эффективной численности пула Ухромосом в популяции (в четыре раза меньше, чем для аутосом) Ухромосома в большей степени подвержена эффектам генетического дрейфа и характеризуется большей степенью межпопуляционной вариабельности по сравнению с аутосомами и митохондриальными маркерами. Анализ гаплотипов У хромосомы позволяет решать популяционные и эволюционные задачи различного масштаба - от характеристики мирового генофонда до высокоразрешающего анализа близких популяций (Poloni, 1997; Roewer, 1996; Scozzari, 1997; Caglia, 1997; Malaspina, 1998, Underhill, 2000).
В определенной степени Ухромосома в качестве средства популяционно-генетических исследований сходна с мтДНК. Но по сравнению с митохондриальным геномом размером около 16.5 тпн, Ухромосома, размер которой оценивается приблизительно в 60 млн пн, дает в руки исследователей потенциально более мощное орудие.
В 90-х годах проведен ряд работ, посвященных изучению полиморфизма У хромосомы, в связи решением вопросов популяционной и эволюционной генетики. Новый подход применяется в установлении времени и места происхождения человека, характера заселения различных континентов, миграций отдельных популяций и изучения генетической структуры Ухромосомы родственных популяций (Jobling, 1995; Hammer, 1994, 1995; Sprudle, 1994; Dorit, 1995).
В работе Dorit et al. (1995) при секвенировании интрона в гене ZFY нерекомбинирующей части Ухромосомы у 38 мужчин различной расовой принадлежности не было выявлено ни одного полиморфного сайта.
Сравнение этой последовательности между человеком и приматами (шимпанзе, гориллой и орангутангом) выявило у них значительные различия. Анализ изучения полиморфизма Ухромосомы позволил авторам оценить возраст предковой Ухромосомы для всех человеческих рас около 270.000 лет.
Goodfellow и его группа (Whitfield, 1993) изучали эволюцию другого гена Ухромосомы - SRY. Они обнаружили, что при сравнении этого гена между видами он эволюционирует очень быстро, но внутри одного вида наблюдался очень низкий уровень изменчивости. Причиной этого факта авторы считают отсутствие рекомбинации Ухромосомы. Аллели, подвергающиеся действию отбора, будут "тянуть" за собой весь остаток нерекомбинирующей части Ухромосомы (эффект "движения в повозке", где происходит распространение в популяции нейтрального аллеля за счет его тесного сцепления с другим аллелем, имеющим селективное преимущество). Результатом такого поведения Ухромосомы будет гомогенизация генофонда Ухромосомы у конкретного вида.
Секвенирование участка Ухромосомы размером 2.6 kb, включающим в себя Alu-инсерцию (YAP), у 16 мужчин и 4 шимпанзе позволило установить, что данный полиморфизм возник однажды после дивергенции человека и шимпанзе, и оценить возраст предковой Ухромосомы человека около 188.000 лет (Hammer, 1995). Такие расчеты соответствуют оценкам возраста предкового типа мтДНК человека ( 200.000 лет) (Сапп, 1987).
Анализ распространения YAP-элемента Ухромосомы в популяциях мира показал, что полиморфизм четко отражает миграционные события для мужчин из Африки в Европу и Японию (Hammer, 1995). В этой работе был расчитан начальный эффективный популяционный размер мужчин равный 5.000 человек.
Популяционно-генетические исследования народов Волго-Уральского региона
Коренное население Волго-Уральского региона неоднородно в этническом и историко-культурном отношении. Народы данного региона принадлежат к различным языковым группам: финно-угорской ветви уральской языковой семьи (мордва, марийцы, коми, удмурты), тюркской ветви алтайской языковой семьи (башкиры, татары, чуваши) и славянской группе индо-европейской языковой семьи (русские). По антропологическому составу эти народы относятся к европеоидной расе с различной долей примеси монголоидного компонента (Рогинский, Левин, 1978). Вопрос о путях формирования антропологических типов народов Волго-Уральского региона остается открытым.
Популяционно-генетические исследования народов Волго-Уральского региона, являющиеся закономерным продолжением изучения проблемы этногенеза этих народов, внесли новую информацию об их поисхождении и формировании. В 1971 - 1996 гг. проведено изучение генетической структуры популяций ВУР в отношении иммунологических, биохимических и физиологических маркеров генов (ABO, Rh-Hr, MN,FUT, FY, PI,GL01, PGD, PGM1, PTC, CB, Kell, Duffy, P, Diego, Lewis, Kidd, ACPI, HP, TF,GC, SOD, а і-антитрипсину) (Рафиков с соав., 1987, 1990, 1992, 1993; Спицына, 1990; Шнейдер с соав., 1990; 1995; Спицын с соав., 1995; Ельчинова с соав., 1995; 1996; Кравчук с соав., 1996; Гинтер с соав., 1999).
Анализ результатов показал определенную этногенетическую связь башкир с народами Сибири, с одной стороны, и с группой угро-финнов - с другой. Анализ генетических расстояний выявил наибольшую близость башкир с тюркоязычными народами - татарами и чувашами, а также с народами Западной Сибири. При расчленении тотальной генной вариабельности на внутри- и межпопуляционные различия основная доля генного разнообразия приходится на внутрипопуляционный уровень и составляет 97.08%.Доля межпопуляционных различий составляет незначительный компонент от общего генного разнообразия (Спицын с соав., 1990).
В 1993-2000гг. работами Хуснутдиновой с соав. представлены данные о полиморфизме некоторых локусов ядерного и митохондриального геномов у семи народов Волго-Уральского региона.
Изучение соотношения европеоидных и монголоидных компонентов в генофонде народов ВУР по данным полиморфизма четырех ДНК локусов (MET, D7S23, аро В и ФАГ) обнаружило большую пропорцию европеоидности. Среди исследованных популяций самая высокая доля европеоидности выявлена в популяциях чувашей (98.3%) и мордвы (94.8%), самая низкая - в популяциях татар (67.8%) и башкир (66.3).
Результаты исследования ПДРФ V-области и D-петли мтДНК свидетельствуют о существенных различиях в степени полиморфизма, о своеобразии рестрикционного полиморфизма в изученных популяциях, заключающемся в обнаружении у них как европеоидных, так и монголоидных типов мтДНК. Наибольшая доля европеоидного компонента обнаружена у коми (83%) и мордвы (76%), наименьшая - в популяции марийцев (52% ). Была выявлена наибольшая распространенность только двух митотипов в популяциях ВУР, на основании чего автор (Хуснутдинова с соав., 1999) делает предположение о двух разных источниках происхождения по материнской линии для изученных популяций.
Оценка степени генного разнообразия народов Волго-Уральского региона показала, что генофонд этих народов не только географически занимает промежуточное место между европейскими и сибирскими генофондами, но и по уровню генетических различий занимает как бы промежуточное положение между ними. При этом по всем изученным показателям ВУР оказался ближе европейскому миру, чем к сибирскому.
Проведенный кластерный анализ по данным полиморфизма ДНК-локусов ядерного генома выявил наибольшее сходство генетической структуры популяций башкир с татарами, чувашами и марийцами, наименьшее - с мордвой и коми. Генетические расстояния между популяциями Волго-Уральского региона, расчитанные по митотипам мтДНК, обнаружили несоответствие с таковыми, полученными по полиморфным ДНК-локусам ядерного генома.
Принимая во внимание "метисную гипотезу" происхождения своеобразия фенотипа уральской расы, которая доминирует в антропологии, авторы (Хуснутдинова с соав., 1999), на основе полученных данных, говорят о явных следах генного потока. Такие утверждения не снимают вопроса о возможном существовании на данной территории некоей "недифференцированной" расы. Например, пониженное генное разнообразие по полиморфным маркерам мтДНК, обнаруженное у всех изученных популяций по сравнению с европеоидными и монголоидными выборками может служить косвенным подтверждением гипотезы В.В.Бунака об особом происхождении уральской расы, не сводимой к взаимодействию монголоидов и европеоидов (Бунак 1965, 1974).
Чтобы протянуть нить от генетических результатов проведенных исследований к реальной истории народов Волго-Уральского региона, нами продолжены исследования структуры генофонда этих народов с использованием новых подходов - изучение полиморфизма Ухромосомы и проведение высокоинформативного секвенирующего анализа контрольного региона мтДНК. Результаты такого комплексного исследования позволят более полно представить картину истории формирования народов Волго-Уральского региона.
Методы изучения полиморфизма Y хромосомы
Анализ полиморфных локусов DYS19, DYS389I/II, DYS390, DYS391, DYS392, DYS393 проводили методом полимеразной цепной реакции синтеза ДНК (ПЦР) в автоматическом режиме на амплификаторе «ДНК-технология» (Пущино) в 25 мкл реакционной смеси следующего состава: 67 мМ трис-НС19 рН 8.8; 2.5 мМ MgCl2; 16.6 мМ (NH4)2S04; TWEEN-20, четыре dNTP (по 0.2 мМ каждого; 1 ед. Taq-полимеразы (Promega), 0.1 мкг исследуемого образца ДНК. Амплификацию микросателлитных локусов осуществляли методом ПЦР в смеси содержащей по 10 пм каждого олигонуклеотидного праймера: DYS19 5- СТА CTG AGT ТТС TGT TAT AGT-3 5- ATG GCA TGT AGT GAG GAC А-3 DYS389 I/II 5- CCA ACT СТС АТС TGT АТТ АТС ТАТ-3 5- ТСТ ТАТ СТС САС CCA CCA GA DYS390 5- ТАТ АТТ ТТА САС АТТ ТТТ GGG СС-3 5- TGA CAG ТАА ААТ GAA САС АТТ GC-3 DYS391 5- СТА ТТС АТТ САА ТСА ТАС АСС СА- Денатурацию проводили при 94C в течение 5 минут. Последующие циклы включали денатурацию - 45 сек., 94С; отжиг праймеров - 45 сек., 57С (для локуса DYS391 - 55С); синтез ДНК - 1 мин., 72С. После 30 циклов амплификации пробы выдерживали 10 мин. при 72С и затем охлаждали. После ПЦР проводили электрофорез в 8%-ном полиакриламидном геле и окрашивали бромистым этидием. В качестве маркера размеров аллелей использовали пробы ДНК с известным размером фрагментов, любезно предоставленные Dr. Tyler-Smith (Oxford University, Великобритания) (рисунок 2.6; 2.7) Knijff P., Kayser М. et al (1997). Для амплификации локуса RBF5 в реакционную смесь такого же состава добавляли по 10 пм каждого праймера: Tatl: 5-GACTCTGAGTGTAGACTTGTGA Tatl: 5-GAAGGTGCCGTAAAAGTGTGAA
Амплификацию проводили в следующем режиме: денатурация - 94С в течение 4 минут. Последующие циклы включали денатурацию - 45 сек., 94С; отжиг праймеров - 45 сек., 57С; синтез ДНК - 45 сек., 72С. После 28 циклов амплификации пробы выдерживали 5 мин. при 72С и затем охлаждали. Продукты амплификации подвергаллсь ферментативному гидролизу эндонуклеазой рестрикции Hsp92II (Promega). На аллелях, несущих мутантный С-аллель, отсутствовал сайт рестрикции (CACGT), тогда как хромосомы, имеющие последователь! і ость CATGT, характеризовались наличием сайта узнавания для данного фермента. Полученные гидролизаты разделяли электрофорезом в 7% пол иакриламидном геле. Результаты электрофореза визуализировали в про ходящем ультрафиолетовом свете после окраски геля бромистым этидием (рисунок 2.4).
Для амплификации локуса LLY22 в реакционную смесь такого же состава добавляли по 10 пм каждого праіімера: В2: 5 - ATA GAT GGC GTC ТТС ATG A JT - 3 S2: 5 - GAT GTT GGC СТТ ТАС AGC Тс - 3
Амплификацию проводили в следующем режиме: денатурация - 94С/4 мин. Последующие циклы включали денатурацию - 45 сек., 94С; ОТЖИГ праймеров - 45 сек., 55С; синтез ДНК - 45 сек., 72С. После 31 циклов амплификации пробы выдерживали 5 мин. при 72С и затем охлаждали. Продукты амплификации подвергал;. е ь ферментативному гидролизу эндонуклеазой рестрикции Hindlll (Proii.jga). Транзиция G/A (AAG/ACTT) приводит к появлению в локусе \ЛЛ 2 сайта рестрикции для данного фермента. В результате расщепления образуются продукты размером 85 пн, 125пн и 210 пн (рисунок 2.5)
Для амплификации локуса DYS 2 в реакционную смесь такого же состава добавляли по 10 пм каждого праі. ліера (Hammer, 1995): YAP. 1: 5 - CAG GGG AAG ATA AAG / \А ТА - 3 YAP.2: 5-ACTGCTAAAAGGGGAT GAT-3
Амплификацию проводили в след;- ощем режиме: денатурация - 94С/4 мин. Последующие циклы включали денатурацию - 45 сек., 94С; отжиг праймеров - 45 сек., 51С; синтез ДНК - 45 сек., 72С. После 30 циклов амплификации пробы выдерживали в тс ение 10 мин. на стадии синтеза. В результате амплификации мы получал фрагменты длиной либо 455 пн (YAP+), либо 150 пн (YAP-). Амплико л разделяли электрофорезом в 7% полиакриламидном геле. Результаты лектрофореза визуализировали в проходящем ультрафиолетовом свете после окраски геля бромистым этидием.
Оценка относительного вклада европеоидного и монголоидного Компонентов в формирование народов Волго-Уральского региона
Данная глава посвящена описанию генетической структуры народов Волго-Уральского региона по данным о распределении частот аллелей семи микросателлитных локусов Y хромосомы. В таблице 4.1 (приложение) и на рисунке 4.1 представлены данные по распределению частот аллелей микросателлитных локусов Y хромосомы в этнических группах Волго-Уральского региона.
Локус DYS19. В большинстве популяций мира, включая Европу и Азию, было обнаружено по пять аллелей локуса DYS19, распространенных с различной частотой (Roewer et al, 1992, 1996; Santos et al, 1993; Gomolka et al, 1994; Muller et al, 1994; Hammer et al, 1995; Zerjal et al, 1997; Kayser et al, 1997). В популяциях Западной Европы с наибольшей частотой встречается аллель, включающий 14 копий (здесь и далее условно будем писать аллель 14) (Roewer et al, 1992, 1996; Zerjal et al, 1997). В популяциях Азии (Япония, Монголия, Корея, Китай) наиболее широкое распространение получили аллели 14, 15 и (Kayser et al, 1997; Kniff et al, 1997). Среди народов Океании и Африки с максимально высокой частотой встречался аллель 15 за исключением популяции Морокко, где преобладал аллель 13 (Kayser et al, 1997; Kniff et al, 1997). Следует отметить, что у жителей Западной Европы в единичных случаях были выявлены аллели 11 (Италия) и 12 (Германия, Румыния, Испания). В популяциях Монголии, Китая, Японии с низкой частотой определены аллель 18 и 19 (Hammer et al, 1995).
Характер распределения частот аллелей локуса DYS19 у народов Волго-Уральского региона носит унимодальный характер (таблица 4.1). Такое распределение хорошо согласуется с пошаговой или ступенчатой мутационной моделью (stepwise mutation model, SMM), предполагающей последовательные одноступенчатые (уменьшение или увеличение на один повтор) мутационные изменения.
В популяции удмуртов, проживающих в Башкортостане, встречается только один аллель размером 190 пн, включающий 14 копий. В популяциях зауральских башкир и южных удмуртов обнаружено два аллеля локуса DYS19: наряду с наиболее широко распространенным аллелем 14, выявлен также аллель 15. В популяциях татар, коми-пермяков и русских зарегистрировано по четыре аллеля данного локуса. При этом у татар самым частым оказался аллель 16, у коми-пермяков - аллель 14, у русских - аллель 15. В остальных этнических группах Волго-Уральского региона встречалось по пять аллелей локуса DYS19 с наиболее высокой частотой аллеля 16 у низовых чувашей, 15 -у марийцев, 14 - у средне-низовых чувашей, мордвы и коми-зырян. Итак, аллель 14 локуса DYS19 оказался наиболее распространенным у зауральских башкир, средне-низовых чувашей, мордвы, удмуртов (обе группы), коми-зырян и коми-пермяков. Алелль 15 оказался наиболее характерным для марийцев и русских. Аллель 16 получил наиболее широкое распространение у татар и низовых чувашей.
По характеру распределения частот аллелей локуса DYS19 финно-угорские народы Волго-Уральского региона (мордва, удмурты, коми) наиболее близки к Западно- и Северо-Европейским популяциям, где аллель 14 также доминирует над остальными с частотой от 37% в Германии (Roewer et al, 1996) до 80% в Финляндии (Zerjal et al, 1997). Наблюдаемое нами преобладание аллелей 15 и 16 у марийцев, татар и низовых чувашей прближает эти группы к народам Азии (Kayser et al, 1997; Kniff et al, 1997).
Высокую частоту аллеля 14 у средне-низовых чувашей можно объяснить их территориальной близостью с мордвой, у которых преобладает данный аллель. У зауральских башкир высокая частота аллеля 14 и отсутствие аллеля 16, характерного для татар, вероятно, объясняется тем, что с древнейших времен данный этнос зауральских башкир находился в изоляции. В его формировании принимали участие местное финно-угорское население и пришлые племена древних башкир, что оставило свой след в генофонде мужского населения.
Локус DYS389I. В большинстве популяций мира наиболее широкое распространение имеют аллели локуса DYS389I, включающие от 9 до 11 копий (Roewer et al, 1992, 1996; Santos et al, 1993; Gomolka et al, 1994; Muller et al, 1994; Hammer et al, 1995; Zerjal et al, 1997; Kayser et al, 1997; Kniff et al, 1997; Perez-Lezaun et al, 1997; Biacchi et al, 1998; Caglia et al, 1997 Kittles et al, 1998). Среди населения Западной Европы наибольшая частота установлена для аллеля 10 (Roewer et al, 1992, 1996; Santos et al, 1993; Gomolka et al, 1994; Muller et al, 1994; Kayser et al, 1997; Kniff et al, 1997; ; Biacchi et al, 1998; Caglia et al, 1997 Kittles et al, 1998). У народов Северной Европы (Финны) и Сибири (Якуты) доминирует аллель И (Zerjal et al, 1997). У жителей Тувы преобладающим по частоте является аллель 10 (Степанов, 2000). У монголоидов широкое распространение характерно для аллеля 9 (Китай), аллелей 9 и 10 (Ами), 10 (Монголия) и 11 (Бурятия, Осака) (Hammer et al, 1995; Zerjal et al, 1997; Kayser et al, 1997; Kniff et al, 1997). В популяциях Океании и Африки, также как у европейцев, чаще других встречается аллель 10 [8, 9]. Наряду с наиболее распространенными, для разных популяций мира характерны редко выявляемые аллели, которые можно назвать этноспецифическими.
