Содержание к диссертации
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
I. ВВЕДЕНИЕ
1.1) Акуалыгость проблемы 5
L2) Цель и задачи исследования 6
L3) Научная новизна 7
1.4) Практическая значимость работы 7
1.5) Основные положения, выносимые на защиту 8
II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
II. 1) Краткий обзор современных концепций происхождения якутского народа (саха)
II.2) Современные исследования популяциошюго разнообразия 15
III. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
IIU) ПОПУЛЯЦИОННЫЕ ВЫБОРКИ 29
Ш.2) ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ
Ш.2.1) Методы проведения иммуно-биохимических исследований 32
Ш.2.2) Методы проведения молекулярно-генетических исследований 32
Ш.2.2.1) Методика определения маркера I/D в 16-м интроне гена 32
ангиотензин-превращающего фермента (АПФ) и Met—*Тге в 235-м кодоне гена ангиотензиногепа (М235Т)
Ш.2.2.2) Методика определения числа тринуклеотидных повторов (ТИП) 33
(CTG)n и (CAG), в генах DM, DRPLA и SCA1
Ш.2.2.3) Методика исследования локуса АроВ 33
Ш.2.2.4) Методика исследования локусов F13A01, FESFPS, wEII и v\VA 34
IIL2.2.5) Методика исследования мультилокусного ДНК-фингерприитинга на основе ДНК фага М13
111,2.2.6) Методика исследования V района митохондриалыюй ДНК (мтДНК) 36
IIL2.2.7) Методика исследования ГВС1 митохондриального ДНК (мтДНК) 36
111.2,2.8) Методика исследования маркеров Y-хромосомы 37
ПГ,3) СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Ш.ЗЛ) Количественные параметры геномной вариабельности 38
Ш.3,2) Многомерный статистический анализ 39
Ш.3.2.1) Кластерный анализ 39
1I1J .2.2) Многомерное шкалирование 40
III3J) Картоірафическин анализ 40
1113.4) Метод построения медианных сетей 41
Ш.3,5) Методы генетико-демографического исследования 42
111,3.5,1) Метод оценки интенсивности естественного отбора (индекс Кроу) 42
111,3-5,2) Методика изучения брачной структуры популяций 44
ІІІ.3.5.3) Метод изонимии на основе частот распределения фамилий 44
III.3,6) Методика проведения генеико-эпидемиологического анализа 44
IV. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
IV.1) ГЕНЕТИКО-ДЕМОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЯКУТОВ 46
IV. 1.1) Параметры репродукции 46
1V.1.1.1) Половозрастная структура 46
IV.1.1.2) Планирование состава семьи 47
IV. 1Л .3) Структура индекса Кроу 49
IV. 1,2) Анализ брачных миграций в двух районах Республики Саха (Якутия) 51
ІУЛ.2Л) Возраст вступления в брак 52
1\М,2,2) Этническая ассортативность 52
IV. 1,2,3) Индекс эндогамии 53
IVT.2.4) Изоляция расстоянием 54
IV. 1.3) Анализ распределения фамилий в трех сельских субиопуляциях Якутии
IV.2) ГЕНЕТИКО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ 60
ІУ.2Л) Груз наследственных болезней у населения Республики Саха (Якутия)
IV.2.2) Структура и разнообразие наследственной патологии в Республике Саха (Якутия)
ІУ.2.2Л) Разнообразие аутосомно-доминантных заболеваний в республике 64
IV,2,2<2) Разнообразие аутосомно-рецессивных заболеваний в республике 67
IV.2,2,3) Разнообразие Х-сцепленной патологии в республике 69
IV.2.3) Территориальное распределение наследственных болезней по субпопуляциям
IV.3) СИСТЕМЫ ИММУНО-БИОХИМИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА ЯКУТОВ
IV.ЗЛ) Иммуно-геиетический полиморфизм у якутов 73
ІУ.ЗЛЛ) Система иммуноглобулина Gm у якутов 73
П/.ЗЛ.2) Система групи крови АВО 78
ІУ.ЗЛ .3) Система Rhesus 78
1V.3.2) Полиморфизм белков сыворотки крови 80
IV.3.2.1) Система гаптоглобииа (HP) 80
ГУЗ.2.2) Система 3-го компонента системы комплемента (СЗ) S2
ГУ3.2.3) Система трансферрила (TF) 84
IVJ.2.4) Система группоспецифического компонента (GC) 86
1V.32.5) Система а-1-антитрипсина (PI) или ингибитора протеиназ 88
IV.3.3) Полиморфизм эритроцитарных ферментов крови 91
IV-З.ЗЛ) Система эршроцитарной глиоксалазы 1 (GLOI) 92
IV.3.3.2) Система эршроцитарной эстеразы (EsD) 92
IV3.3.3) Система кислой эритроцитарной фосфатазы (АсР1) 93
IV,3,3.4) Система фосфоглюкомутазы 1 (PGM1) 94
IV.3.4) Характеристика якутов по результатам изученных иммуно биохимических маркеров
IV.3.5) Картографический анализ по данным о полиморфизме биохимических маркеров у якуто
EV.4) МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ У ЯКУТОВ 130
1У.4Л)Монолокусный полиморфизм ДНК 130
IVA1.1) Диаллельные маркеры ДНК 130
IVA1.L1) Ипсерционно-делеционнын полиморфизм (1ЛЭ) гена ангиотензин- превращающего фермента (АПФ) у якуто
IVA 2.3.2) Полиморфизм М235Т гена ангиотеизиногеиа (АТГ) у якутов 133
ІУ.4ЛЛ.З) Сравнительный анализ генотипов по генам АТГ и АПФ и уровня артериального давления у якутов
IV А1,2) Мультиаллельные маркеры ДНК 136
IV А 1.2 Л) Полиморфизм микросателлитных локусов DM, SCA1 и DRPLA 137
IVAL2.2) Полиморфизм микросателлитных локусов F13A01, FESFPS, WEII hvWA
IV.4.1.2.2.1) Анализ полиморфизма локуса F13A01 143
IV.4.1.2.2.2) Анализ полиморфизма локуса FESFPS 145
IV.4.1.2.2.3) Аналих полиморфизма по локусам vWA и wFII 147
IV.4.1.2.3) Полиморфизм минисателлитного локуса АроВ 151
IV А2) Мультилокусные маркеры ДНК 156
IV.4,2.1) Мультилокусный ДНК-фингерпринтішг на основе миписателлитов МІЗ в исследованиях геномного разнообразия якутской популяции
IV.4.2.2) Сопоставление полученных результатов с данными по популяциям Восточной Европы и Волго-Уральского региона
IV.4.3) Полиморфизм ДНК Y-хромосомы у якутов 168
IV A3 Л) Полиморфизм микросателлитных локусов Y-хромосомы у якутов 169
IV.4.3.2) Анализ Т—**С транзиции локуса RBF5 у якутов 171
1V.4.4) Полиморфизм митохондриальной ДНК у якутов 174
IV.4A1) Полиморфизм V-области митохондриальной ДНК у якутов 174
1V.4.4.2) Полиморфизм митохондриальной ДНК (мтДНК) у якутов 183
ВЫВОДЫ 199
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 201
Введение к работе
Природная популяция является элементарной эволюционной единицей, поэтому особое значение популяционного уровня для существования и развития жизни на Земле состоит в том, что именно через него осуществляется генетическая преемственность поколений, регуляция таких важных свойств, как плодовитость, численность, устойчивость к заболеваниям и, главное, микроэволгоциоппый процесс. Все параметры природной популяции определяются особенностями популяцнонных генофондов [Алтухов 10.П., 19S9]. Проблема макро- и микроэволюции популяций к выявления роли факторов формирования генетической структуры популяций (дрейфа генов, эффектов отбора, роли аутбридинга, метисации, миграций) является центральной в популяционной генетике. При этом одним из важнейших направлений является изучение генетической структуры подразделенной популяции, поскольку именно в таких популяциях, главным образом, и протекает микроэволюционный процесс всех биологических видов, включая и человека. Особый интерес для популяцношюй генетики представляют системы изолированных популяций, поскольку генетико-демографические и генетико-микроэволюционные процессы и феномены, наблюдаемые в современных популяциях человека большей численности не могут быть до конца поняты без предшествующего анализа этих процессов в малых популяциях с традиционно-племенной структурой [Neel, 1983, 1988; Chakraborty et al., 1988; Сукерник, 1987] В связи с чем изучение генетических аспектов относительно малочисленных народов, проживающих на Северо-Востоке России представляет значительный теоретический и практический интерес.
На этой обширной территории России произошло историческое сложение ряда этнических групп (якутов, эвенов, эвенков, чукчей, юкагиров, коряков, эскимосов). В течении многих лет существовала своеобразная замкнутая система биосоциальной эволюции аборигенного населения Севера. Среди этих народов якуты являются единственной тюркоязычной народностью, проживающей в Республике Саха (Якутия). В расовом отношении якуты являются представителями центрально-азиатского антропологического типа североазиатской расы. Вопрос этногенеза якутов до сих пор остается неясным и противоречивым. Наиболее традиционная теория рассматривает якутов как народ, живший некогда в Прибайкалье и постепенно мигрировавший в место современного пребывания [Окладников, 1955], где в течение тысячелетий обитали различные племена и народности - предки позднейших юкагиров, чукчей, коряков, эскимосов, ламутов-эвенов, тунгусов-эвенков, а также племена, наименования которых не дошли до нашего времени. Якуты являются наиболее многочисленными среди коренных народностей Якутии (численность их согласно итогам переписи 2002 г. составила 432 тыс. человек [Федеральная служба статистики, http://www,gks,ru/PEREPIS/t5.htm]) и расселены во всех административных районах и городах республики, по более половины якутского населения (51,4%) сосредоточена в Чурапчи пеком, Усть-Алданском, Таттннском, Горном, Намеком, Амгинском, Мепшо-Капгаласском, Верхиевилюйском, Сунтарском и Нюрбинском улусах, В городах и промышленных районах республики (пНерюнгри, г.Мирнын, Мириинский, Устъ-Майский, Усть-Янский, Верхнеколымский, Ленский, Оймяконский, Томпонский) и в улусах с традиционными северными отраслями хозяйства (Нижнеколымский, Булунский, Аллаиховский, Оленекский, Жиганский, Анабарский, Эвено-Бытантайский) проживает всего около 10,0% якутского населения.
Республика Саха (Якутия) распологает громадным по объему и улиакльным по составу и качеству сырья природно-ресурсным потенциалом. Всего в республике выявлено свыше 1500 месторождений различных видов минерального сырья, в том числе 150 кимберлитовых трубок, около 600 золотоносных, 44 оловянных и каменноугольных, 34 нефтегазовых, 26 слюдяных, 7 железорудных, ряд сурьмяных, цсолитовых, апатитовых и многих других месторождении [Социально-экономическое положение Республики Саха (Якутия), 1999]. Промышленное освоение этих месторождений и социально-экономические преобразования, произошедшие в XX столетии, привели к кардинальным переменам в народонаселении республики. Только за 1959-1989 гг. удельный вес коренных народов Якутии упал с 49,3 до 35,7%, в то время как удельный вес пришлого населения в 1989 г, составил 64,3% [Винокурова, Федорова, 2001; Сукнева, Мостахова, 2002; Федорова Железнова, 2003]. То есть главной особенностью социально-экономических процессов, легших в основу формирования современного национального состава населения республики, являются их ускоренные, по сравнению с прошлыми историческими периодами, темпы развития, распад антропологических изолятов и изменение популяционнои структуры коренных народностей Севера. Поэтому необходимо оценить влияние изменений в природной и социальной среде на генофонд коренных народов, в частности, якутов, и определить характер динамики генофонда во времени. Во всех случаях оценок состояния- генофондов популяции человека, в прошлом и настоящем, для прогноза их развития на будущее необходим анализ основных факторов эволюции - факторов динамики генофонда [Пузырев, 2000]. В связи с чем, создание основы для генетического мониторинга в Республике Саха (Якутия) для дальнейшей оценки генетических последствий миграционных потоков является наиболее важным аспектом настоящей работы, определяющим ее актуальность для популяционнои генетики.
/. 2) Цель и задача исследования
Целью представленной работы являлось изучение популяционно-геиетической и демографической и структуры сельских популяций различных улусов Республики Саха (Якутия) и генофонда якутов по данным иммуно-биохимических и молекулярио-ге] готических маркеров.
Основные задачи для достижения поставленной цели были следующие:
- изучить основные генетика-демографические параметры сельских популяций Республики Саха (Якутия) и описать особенности репродуктивного поведения населения
- определить параметры микроэволюции тестируемых популяций на основе брачио-миграционной структуры
- изучить генетическую структуру якутских популяций с использованием индекса миграций и показателя разнообразия фамилий
- оценить генетический груз аутосомно-доминантными, аутосомно- рецессивпыми и Х-сцепленными заболеваниями в Республике Саха (Якутия)
- изучить пространственную динамику генофонда якутов по данным о полиморфизме иммуно-биохимических маркеров
- провести изучение в якутских популяциях трех типов полиморфизма ядерного генома (диаллельного, мультиаллельного и мультнлокуспого), полиморфизма митохондриального генома, а также микросателлитных и диаллельных маркеров Y-хромосомы.
/. 3) Научная новизна.
Впервые проведено комплексное генетико-демографическое, генетико-эпидемиологическое, геногеографическое и молекулярно-генетическое изучение якутской популяции. Исследовано распределение и структура груза наследственных заболеваний в Республике Саха (Якутия). В обшем плане популяционно-генетических исследований определение частот генотипов и аллелей иммуио-биохимических и ДНК-маркеров в популяции якутов является новой информацией для геногеографического изучения Северо-Востока России. Получены характеристики положения якутов в генетическом пространстве коренного народонаселения Сибири, Получено полное описание генетической структуры якутов и выявлена принципиальная роль генофонда якутов в формировании генетического разнообразия коренного народонаселения Севера и Сибири. Впервые проведен компьютерный гелогсографический анализ пространств ели о го распределения иммуно-биохимическнх и квазигенетических маркеров (фамилий) у якутов.
При изучении ген етик о-де мо графической структуры популяции якутов методами генетической демографии получены данные об эффективно-репродуктивном генетическом размере сельских популяций якутов, индексе эндогамии, структуре миграций, показателях репродукции и индексе потенциального отбора Кроу и его компонент дифференциальной смертности и плодовитости, что позволило количественно оценить значение отбора в формировании генетической структуры якутской популяции.
Впервые при проведении анализа разнообразия наследственных болезней в Республике Саха (Якутия) определен нозологический спектр частых наследственных заболеваний в республике, определены очаги локальной аккумуляции наследственных заболеваний порайонно,
/. 4) Практическая значимость работы
Популяционно-генстичсское изучение якутов имеет важное как теоретическое, так и практическое значение, поскольку его результаты могут быть применены в разных областях науки и ее практических приложений: в генетике, медицине, истории, этнографии, в медико-генетическом консультировании. Основные итоги диссертации могут быть использованы для изучения полиморфизма ДНК в популяционно-генетических исследованиях и для рассмотрения молекулярно-генетнческих механизмов дифференциации популяций человека. Примененные в работе методы исследопаиий и полученные результаты послужат основой для дальнейшего изучения народонаселения Севера и Сибири.
Результаты работы позволят прогнозировать величину генетического груза и груза наследственной патологии и послужат основой для планирования профилактической работы и мониторинга геиетико-эпидемиологического обследования коренного населения Якутии.
Собранный материал и полученные результаты его анализа создают уникальную базу для дальнейшего изучения роли генетических факторов в возникновении различной мультифакториалыюй патологии.
Как основные итоги исследования, так и уникальные материалы, собранные в процессе работы должны составить основу для дальнейшего медико-генстического и эколого-генетического изучения коренного населения Якутии.
/ 5) Основные положения, выносимые на защиту
1. Выявленная моноэтническая структура сельских якутских популяций Республики Саха (Якутия) характеризуется расширенным типом воспроизводства, формированием генофонда за счет собственных улусов, низкой интенсивностью и дальностью миграций, ограниченной практически территорией республики,
2. Естественный отбор в сельских популяциях Республики Саха (Якутия) оказывает низкое - давление, наибольший вклад в который происходит за счет генетических различий в показателях компонент в большей степени дифференциальной плодовитости и в меньшей степени дифференциальной смертности.
3. ГеногеографическиЙ анализ генофонда якутов показывает не только их территориальную подразделенность, но и высокую устойчивость генетической структуры их популяциоинон системы.
4. Генетический дрейф оказывает существенное влияние па формирование спектра как аутосомно-рецессивпой так и аутосомно-домииантной патологии в республике, проявляющееся в неравномерности распределения отдельных нозологических форм по. субпопуляцням и обнаруживающее очаги локального накопления, -.
5. Результаты иммуно-биохимических исследований и особенности V района митохондриалыюй ДНК показывают, что якутский этнос характеризуется внутрипопуляциоппой гетеро генностыо, обусловленной дифференциацией регионов,
6. Выявленные уникальные комбинации как восточноевразийских (А, В, С, D, G, F и М) так и западноевразийских (J? Т HV1, К, U и W) гаплогрупп митохондриалыюй ДНК и разнообразие маркеров Y-хромосомы якутов свидетельствуют об южных корнях народа саха (якутов).
Похожие диссертации на Изучение генетических характеристик якутского народа (Саха)
