Содержание к диссертации
Введение
1. Материалы и методы 11
2. Обзор литературы. Краткий очерк исследований по происхождению и генетике русского этноса и ряда других этносов России 25
2.1. История происхождения русского этноса 25
2.2. Антропологические данные о происхождении русского этноса 26
2.3. Генетические исследования русских популяций 29
2.4. Генетические исследования популяций эвенков и якутов 50
2.5. Генетические исследования популяций чукчей и эскимосов Чукотки 56
2.6. Генетические исследования в популяциях алтайцев и других этносов Северной Азии 60
2.7. Генетика популяций народов Средней Азии и Кавказа 68
3. Собственные исследования 80
3.1. Популяционная генетика русских. Полиморфизм, структура популяций, филогенез и изменчивость населения Евразии 80
3.1.1. Генеалогический анализ русских из населения Москвы 81
3.1.2. Частоты генов русских 86
3.1.3. Генетические расстояния русских до других ЭТНОСОВ 89
3.1.4. Популяционно-генетическое исследование русских сельских популяций. 91
3.1.5. Генеалогический анализ и определение коэффициента инбридинга русской сельской популяции Ярославской области 92
3.1.6. Индексы потенциального отбора двух сельских популяций Ярославской области 95
3.2. Связь полиморфных генетических маркеров с типом заживления ран... 102
3.2.1. Распределение частот фенотипов и генов в трех группах лиц с 3-мя типами заживления ран Ю2
3.2.2. Корреляция генетических локусов с типом заживления ран Ю8
3.3. Генетическая структура популяций эвенков и якутов Красноярского края.
114
3.3.1. Частоты аллелей сывороточных и эритроцитных белков и ферментов эвенков и якутов Красноярского края і іб
3.3.2. Генетические расстояния эвенков и якутов до других популяций Евразии 120
3.4. Генетическая структура популяций эскимосов и чукчей Чукотского
полуострова 124
3.4.1. Частоты аллелей локусов сывороточных и эритроцитарных белков эскимосов и чукчей Чукотского полуострова 124
3.4.2. Генетические расстояния чукчей и эскимосов Чукотки до эскимосов Западного полушария и других этносов Циркумполярной зоны
3.5. Генетическая структура популяций алтайцев 138
3.5.1. Частоты аллелей белков и ферментов крови в 7 популяциях алтайцев 139
3.5.2. Генетические расстояния между семью популяциями алтайцев 144
3.5.3. Генетические расстояния алтайцев до других этносов 147
3.6. Генетическая структура популяции талышей 150
3.7. Полиморфизм сывороточной холинэстеразы в русской популяции и в популяциях народов Северной Азии в сравнении с народами мира 159
4. Новый подход к обнаружению мутаций, возникающих в человеческих популяциях 170
4.1. Определение частоты мутирования по числу редких вариантов мономорфных белковых локусов 173
4.2. Обнаружение мутаций путем рестрикционного анализа митохондриальной ДНК 185
5. Эпигенная модель регуляции митохондриальной моноаминоксидазы тромбоцитов человека 194
5.1. Мономорфизм митохондриальной моноаминоксидазы тромбоцитов человека 194
5.2. Эпигенная модель регуляции моноаминоксидазы тромбоцитов человека. 200
6. Популяции, переходные между монголоидами и европеоидами, и возможный путь формирования европеоидов 207
Заключение и обсуждение 221
Выводы 245
Список литературы
- История происхождения русского этноса
- Популяционная генетика русских. Полиморфизм, структура популяций, филогенез и изменчивость населения Евразии
- Определение частоты мутирования по числу редких вариантов мономорфных белковых локусов
- Мономорфизм митохондриальной моноаминоксидазы тромбоцитов человека
Введение к работе
Актуальность темы.
Евразия - это континент, на котором происходила значительная часть эволюции и истории человеческих популяций. В течение тысячелетий на просторах Евразии возникали племена и народности, которые мигрировали, заселяя новые территории, воевали и вели мирные контакты друг с другом, исчезали, давая свои гены и культуры новым народам.
Генетика народов Евразии, а особенно российской ее части, долгое время оставалась неисследованной. В известной сводке Моранта 1976 г. о генетическом полиморфизме народов мира регион бывшего СССР был представлен фактически белым пятном. Поэтому мы посчитали первоочередной задачей изучение наследственного полиморфизма популяций населения нашей страны и республик бывшего СССР.
На протяжении всего текущего столетия среда обитания человеческих популяций, населяющих российскую часть Евразии, претерпевала различного рода изменения. Структурные перестройки в промышленности и в сельском хозяйстве привели к миграции значительной части населения в города. Уменьшилось число детей в семьях. Значительная часть населения погибла в войнах. По вычислениям американского исследователя М.Бернштама, при сохранении настоящей динамики численности населения нашей страны до конца следующего века, объем популяции русских на территории России снизится до 15-20 миллионов человек. А ряд народностей Северной Азии и сейчас уже находится на грани вымирания.
Среда постоянно загрязняется в результате деятельности человека. Перечисленные процессы могут иметь генетические последствия, что, в свою очередь, оказывает непосредственное воздействие на структуру популяций и генетический груз человечества. Поэтому нам представляется весьма важным сделать популяционно-генетический «срез» состояния населения Евразии, чтобы определить, каково оно сейчас, по прошествии столетия различных резких изменений среды, как социальной, так и среды в биологическом, экологическом смысле.
Полученные нами данные по генетическому полиморфизму популяций мы использовали для установления родства этих популяций по отношению к окружающим народам, и для воссоздания филогенеза популяций, поскольку проблемы исторического происхождения этносов Евразии еще далеки от разрешения.
Цели и задачи исследования.
Основной целью нашей работы было исследование популяционно-генетической структуры населения Евразии, и, в основном, российской ее части, принадлежащего к различным географическим, региональным, национальным и расовым типам. Другой целью было изучение влияния загрязнения среды на уровень возникновения наследственных изменений в популяциях.
В рамках этой цели решались следующие задачи:
1. Исследовать полиморфизмы генетических локусов следующих популяций Евразии: русских, эвенков, якутов, чукчей, эскимосов и талышей.
2. Изучить популяционно-генетические параметры указанных групп населения Евразии, в том числе гетерозиготность, инбридинг, компоненты потенциального отбора.
3. Исследовать влияние загрязнения среды на уровень возникновения новых наследственных изменений.
4. Установить положение исследованных популяций в пространстве частот генов других народов путем вычисления генетических расстояний.
5. Провести исследование микроэволюции изучаемых популяций путем построения дендрограмм популяций.
Научная новизна.
Впервые по ряду локусов белков и ферментов крови исследованы популяционные выборки народов Евразии, которые вообще ранее не были изучены, или изучены по крайне ограниченному числу признаков: популяция талышей Азербайджана - впервые, популяции алтайцев, эвенков и якутов Красноярского края ранее также не были исследованы по такому числу генетических локусов.
Популяция русских Ярославской области впервые исследована в генеалогическом аспекте, в аспекте инбридинга и тотального отбора.
Полиморфизм важного фермента - карбоангидразы, участвующей в дыхании путем превращении двуокиси углерода в угольную кислоту, впервые исследован нами в населении нашей страны. В выборках эвенков и якутов Красноярского края впервые обнаружены редкие варианты карбоангидразы. Моноаминоксидаза тромбоцитов впервые исследована в популяционном аспекте в отношении электрофоретического поведения.
Предложена модель регуляции действия моноаминоксидазы в составе эпигена, что является первой попыткой приложения концепции эпигенов к регуляции действия ферментов человека.
Разработана система для обнаружения мутаций в митохондриальной ДНК методом рестрикционного анализа.
Методом вычисления генетических расстояний определено положение исследованных популяций относительно больших человеческих рас, и при этом выявлены популяции, являющиеся как бы переходными между европеоидами и монголоидами. Предложена концепция возможного пути формирования европеоидов и северной ветви монголоидов на материке Евразии.
Научная и практическая ценность.
Представленные в книге данные по генетическому полиморфизму популяций населения Евразии могут быть использованы для изучения структуры этих популяций как в процессе фундаментальных, так и прикладных исследований.
Результаты по вычислению генетических расстояний исследованных нами популяций от окружающих человеческих популяций и построению филогенетического древа популяций Евразии могут использоваться для решения проблем генетики и антропологии монголоидов и европеоидов.
Данные об уровне потенциального отбора и его компонент в русской сельской популяции могут быть использованы как для демографического прогноза, при планировании развития сельского хозяйства и промышленности, так и для целей здравоохранения.
Разработанная в диссертации модель регуляции действия энзима моноаминоксидазы может послужить основой для дальнейшего прогресса в исследовании регуляции действия генов.
Данные по частоте мутирования исследованных популяций и разработанный нами метод обнаружения мутаций в митохондриальной ДНК могут быть полезны для исследования генетического груза популяций.
Апробация работы.
Материалы диссертации были доложены на научных семинарах в Институте общей генетики АН СССР и в Институте проблем экологии и эволюции РАН, на Международной конференции по генетике и адаптации человека в Калькутте, Индия (International Conference on Human Genetics , February, 1982), на Международном Симпозиуме «Вклад биотехнологии в диагностику», Рим, Италия (The Impact of Biotechnology in Diagnostics, Мау,1985),на Международном Симпозиуме «Моноклональные антитела и исследования ДНК в диагностике и превентивной медицине», Флоренция, Италия ((Monoclonals and DNA Probes in Diagnostics and Preventive Medicine, April, 1986), на Международном Симпозиуме « Биотехнология в клинической медицине», Рим, Италия (Biotechnology in Clinical Medicine, April, 1987), на 1(3) Российском съезде медицинских генетиков, Москва, декабрь 1994 г., на 9-м Международном конгрессе по генетике человека, Рио де Жанейро, Бразилия (9 International Congress on Human Genetics, August, 1996), на 14-м Международном Конгрессе по антропологическим и этнологическим наукам, Вильямсбург, США (14th International Congress of Anthropological and Ethnological Sciences, August, 1998), на 3-м Конгрессе этнографов и антропологов России, Москва, июнь 1999 г., на 10-й Международной Конференции по арктическим копытным, Тромсё, Норвегия ( 10 Arctic Ungulate Conference, August, 1999), на Международной конференции «Антропология на пороге III тысячелетия», Москва, май 2002 г., на Международном Конгрессе по антропологии, Афины, Греция (International Congress of Anthropology, November 2003), на 11-й Конференции по арктическим копытным, Саариселка, Финляндия (11 Arctic Ungulate Conference, August, 2003), на 3-х Антропологических чтениях им.академика В.П.Алексеева"Экология и демография человека в прошлом и настоящем", Москва, ноябрь 2004 г., на 14-м Конгрессе Европейской Антропологической Ассоциации, Комотини, Греция (14th Congress of European Anthropological Association, September, 2004). Положения, выдвигаемые на защиту.
1. Гетерогенность частот генетических маркеров белков и ферментов русской популяции и низкий уровень инбридинга в ней указывают на формирование русских из нескольких этнических групп; в основном славянской и финно-угорской, и, в меньшей степени, других европеоидных групп (племен). Это видно из тотальной русской популяции до других популяций европеоидного и монголоидного происхождения. Индексы потенциального отбора русской сельской популяции Ярославской области говорят о не очень благоприятном положении популяции: индекс смертности высок, индекс фертильности снижен.
2. Эвенки и алтайцы по частотам полиморфных локусов белков и ферментов крови занимают промежуточное положение между европеоидами и монголоидами.
3. Частота мутирования, оцененная по количеству редких вариантов белковых локусов одинакова, вне зависимости от того, живет популяция в нативных , незагрязненных условиях среды, или обитает в условиях большого города. Для более адекватной оценки уровня возникновения наследственных изменений предложен новый подход к определению мутаций, возникающих в человеческих популяциях путем исследования полиморфизма митохондриальной ДНК.
4. Популяции северных монголоидов, ряда европеоидных популяций и американских индейцев происходят из одной древней предковой популяции, обитавшей в палеолите в регионе Южной Сибири и в соседних регионах центра Азии, что подтверждалось вычисленными нами матрицами генетических расстояний и построением дендрограммы родства одиннадцати популяций Европы, Азии и Америки. Имеющиеся в настоящее время в литературе данные антропологии, археологии и молекулярной генетики (исследования по полиморфизму митохондриальной ДНК) не противоречат данной гипотезе.
Благодарности
Автор выражает глубокую благодарность своим учителям - в области экологии - чл.-корр. ВАСХНИЛ, проф., д.б.н. А.Н. Мельниченко, д.б.н. А.А. Передельскому, в области популяционной антропогенетики профессору, д.б.н. Ю.Г. Рычкову, в области общей генетики - доценту, к.б.н. А.Ф. Шереметьеву, в области молекулярной генетики - профессору, д.м.н. Д.М. Гольдфарбу, а также за помощь в экспериментальной и экспедиционной работе к.т.н. Э.В-О. Гасанову, к.и.н. Е.В. Веселовской, Е.В. Тихомировой, СМ. Алхутову, врачу М.Г. Кузнецовой, за помощь в статистической обработке данных - д.б.н. A.M. Машурову, к.б.н. Х.Х. Тханю, за интерес к работе проф., д.б.н. В.Н. Орлову, и взявшим на себя труд прочитать рукопись - проф , д.и.н.,. Г.Л. Хить, проф., д.б.н. И.В. Перевозчикову, проф., д.б.н. В.А. Спицыну, и за возможность доложить часть материала на семинаре Института антропологии МГУ -академику РАН, проф., д.б.н. Т.И. Алексеевой.
История происхождения русского этноса
История развития русского этноса началась намного раньше того времени, которое описано в русских летописях XI и последующих веков. Однако, поскольку более ранние источники, сообщающие о жизни русских, становятся постепенно известными лишь сейчас, в конце XX века, Костомаров, например (Костомаров, 1993) начинает описание истории русских с тех времен, когда «восточная половина нынешней Европейской России была населена народами племени чудского и тюркского, а в западной половине, кроме народов литовского и чудского племени... жили славяне под разными местными названиями...».
Недавно в России были опубликованы так называемые священные тексты новгородских волхвов IX века, или «дощечки Изенбека», получившие название «Велесовой книги» (1994), в которых описываются миграция европеоидных племен от конца II тысячелетия до н.э. до XI века нашей эры. В этих текстах описан исход праславянских племен из Семиречья, войны с киммерийцами во II тысячелетии до н.э., и дальнейшая миграция праславянских племен через Индию, Переднюю Азию в Европу, в том числе на Балканский полуостров и в Причерноморье. Являющиеся в значительной степени легендарными, эти тексты получили, однако, подтверждение в исследованиях Гриневича (1993), показавшего на основании лингвистических и археологических данных реальность миграции племен трипольской культуры 3,5 тысяч лет назад из Среднего Поднепровья в степи Восточной Европы и далее, по пути, описанном в предыдущем источнике.
Во всяком случае, уже во II тысячелетия до нашей эры праславяне обитали в Европе. Так, Алексеев (1969) считает, что, судя по археологическим данным, преемственность между восточнославянскими памятниками и археологическими культурами может быть доведена до II тысячелетия до н.э. Алексеев на основании собственных краниологических данных заключает (Алексеев, 1969), что существует единство краниологического типа русских, и по всему огромному русскому ареалу локальная изменчивость преобладает над типологической.
По мнению большинства авторов, русский этнос формировался на основе европеоидных племен, так называемых славян, продвигавшихся в течение последних полутора тысячелетий с Юго-запада на Северо-восток. Восточной Европы, и претерпевавших при этом метисацию с обитавшими здесь в это время племенами финно-угров, летто-литовцев, и другими европеоидными этническими образованиями.
При этом общий, славянский, субстрат в русском этносе всегда сохранялся, как это следует из антропологических данных (Алексеев, 1969). Краниологические исследования позволили Мовсесян (1990) утверждать о том, что восточнославянские племена не являлись территориальными новообразованиями, а имели собственную генетическую предысторию, и их генетическая близость отражает их прежнюю общность.
В.В.Бунак (1965) выделил в основе всех русских антропологических вариантов один общий, восходящий к ранненеолитическому или мезолитическому времени древний восточноевропейский антропологический тип.
Славяне в конце I тысячелетия до н.э. - первой половине I тысячелетия н.э. обитали в Европе, соседствуя с прагерманцами, пракельтами, прибалтами, угро-финнами, иранцами и другими народами (Славяне и их соседи в конце I тысячелетия до н.э. - первой половине I тысячелетия н.э. Ред. И.П.Русанова, Э.А.Сымонович, 1993). Периоды войн между этими народами перемежались временами относительно мирного их взаимодействия, происходили межплеменные брачные контакты, что вело к значительной метисации славян с представителями окружающих этносов.
При антропологическом исследования процесса формирования русского населения Северо-востока Европейской части СССР обнаружено, что русские Пермской области несут в себе значительную примесь соседних угро-финских этносов (коми-пермяков и даже манси) (Дубова, 1986).
Формирование русского этноса шло с включением многих популяций европейского происхождения. Так, в одном средневековом христианском захоронении Старой Ладоги ХІ-ХІІ веков антропологи обнаружили краниологический и скелетный материал, принадлежавший в основном молодым мужчинам, близкий по признакам группам из Швеции, Бри танин и Ирландия (Салкина, Козинцев, 1995). Однако такое захоронение является единственным среди синхронных антропологических серий из соседних районов, и очевидно, что влияние норманнского материала на сложение древнерусской народности не было значительным.
Важнейший вклад в антропологию русского этноса был сделан Бунаком в его многочисленных публикациях (Бунак, 1932, Бунак, 1951, 1959, 1962, 1965). Наиболее значительным итогом антропологических исследований на территории Восточной Европы в связи с проблемой этногенеза русского народа является выделение восточно-европейского типа как особой, самостоятельной ветви в пределах европеоидной расы. Тип этот характерен для населения центральных районов ареала русского этноса. Бунак связывает его происхождение с древними типами европеоидной расы (Бунак, 1951, 1959). На юге ареала формирование антропологических особенностей русского народа происходило под влиянием понтийского типа. На востоке ареала на этногенез русских оказали влияние уральские группы этносов, тип которых связан с самостоятельной морфологической дифференциацией населения, занимавшего промежуточную область между зонами расселения европеоидов и монголоидов - в Западной Сибири и Приуралье.
На северо-западе Европейской части Россия осуществлялся интенсивный контакт между европейским антропологическим типом и балтийскими типами.
Популяционная генетика русских. Полиморфизм, структура популяций, филогенез и изменчивость населения Евразии
Русский этнос формировался на протяжении многих столетий как весьма гетерогенная популяция, включившая в себя генетический материал большого числа племен и народностей, обитавших на материке Евразии.
В образование русского этноса, кроме восточных славят (антов), пришедших в южнорусские степи, могли внести генный вклад проходившие через эту территорию многочисленные племена кочевников, начиная от киммерийцев и гуннов, и кончая половцами, волжскими булгарами и монголо-татарами.
Постепенно продвигаясь на север и восток, славянские племена принимали генетический материал, а иногда и полностью включали в себя обитавшие там во второй половине I тысячелетия новой эры угро-финские племена (Седов, І 979).
В связи с вышеизложенным, можно ожидать, что русская популяция генетически весьма гетерогенна. Представляет несомненный интерес выяснение структуры русских популяций и их генетическое родство с окружающими народами.
Нами были выполнены исследования генетического полиморфизма выборок из русской популяции, определение частот генов и средней гетерозиготности русских популяций, генеалогический анализ с целью выявления гетерогенности русской популяции, вычисление генетических расстояний русских до других этносов Евразии, определение степени инбридинга и индексов потенциального отбора русских популяций (Назарова, 1981, 1984, 1994а, 19946, Назарова, Алхутов, 1994, Назарова, Алхутов, Машуров, 1996).
Несмотря на достаточно интенсивно развернувшиеся в последнее десятилетие исследование популяционной структуры народов, населяющих нашу страну, русские популяции оставались сравнительно мало исследованными в генетическом плане. Отдельные аспекты популяционной структуры русских и их генетический полиморфизм изучались (Спицын, 1985, Гинтер с соавт., 1985,1991,1993,1994) Метисация русских с окружающими этносами достаточно широко шла в предшествующие эпохи. И если в прошлом в России брачные контакты русских с представителями некоторых этнических групп тормозились разными вероисповеданиями, то социальные сдвиги первых трех четвертей XX века, и, в первую очередь, атеистические преобразования и законы, не препятствующие людям разных вероисповеданий вступать в брак, привели к еще большей метисации русских с другими этносами.
Мы провели генеалогический анализ выборки лиц русской национальности из населения Москвы. Как видно из рис. 2, пробанды из приведенных родословных фактически являются метисами нескольких этносов, включая, прежде всего, русских. В исследованной нами выборке в 41 поколениях, у остальных 29 человек (или у 70,7 %) в этих поколениях метисации не было. Выявить метисацию и другие особенности родословных весьма трудно в предшествующих, более ранних поколениях в связи с отсутствием, как правило, документов предшествующих эпох у населения нашей страны. Лишь в отдельных семьях возможен генеалогический анализ до 10 и более предшествующих поколений. Наиболее часто встречается метисация с украинцами, далее с поляками, немцами, белорусами, народами Кавказа и Средней Азии.
В табл. 2 приведены фенотипы и частоты генов 10 локусов ферментов, белков и групп крови выборки русских из населения Москвы, часть которых являются метисами, при этом по паспортным данным относятся к русскому этносу. Родословные лиц, фенотипы и частоты генов 10 локусов которых приведены в Табл. 2. Звездочками отмечены пробанды, чьи генетические локусы изучались. Номера пробандов на Рис. 2 и в Табл. 2 совпадают. На родословных указаны год рождения (или обе даты жизни), этническая принадлежность и место рождения индивидуума. 6 - родословная пробанда 6; I - пробанда I; 12 пробанда 12; 40 - пробанда 40.
В табл. 2 номера пробандов, имеющих в ближайших поколениях метисацию, отмечены звездочкам. Как видно из этой таблицы, у лиц с метисным происхождением, несколько повышена частота группы крови В по сравнению со всей выборкой табл. 2. У лиц с метисным происхождением частота фенотипа В равна 27,3 %, тогда как во всей выборке частота этого фенотипа составляет 25,7 %. У метисов повышена также частота группы крови АВ - 18,2 %, тогда как во всей выборке частота фенотипа АВ равна 8,57 %. Частота фенотипа dd в метисной группе составляет 9,0 %, а во всей выборке из табл. 2 - 6,25 %.
Определение частоты мутирования по числу редких вариантов мономорфных белковых локусов
При исследовании полиморфизма белков те варианты, которые встречаются в популяции с частотой менее 1-5 %, принято считать редкими, а локусы, по которым встречаются такие варианты, называют мономорфными. Это следует из классического определения полиморфизма, данного Фордом, а также из работ Ayala, Gilpin, 1973, Ford, 1965.
Попытаемся оценить, какой объем выборки особей, обладающих мономорфным признаком, необходимо исследовать, чтобы утверждать, что этот признак действительно мономорфен. Приняв за верхнюю границу частоты встречаемости аллеля мономорфного признака 1 %, обозначим частоту гена мономорфного признака р, а ошибку этой частоты А р. При этом P=fj={li Это следует из формул вариационной статистики (Плохинский, 1961). Далее, известно, что q = I - р, требуемый же размер выборки будет N.
В случае двухаллельной моногенной системы наследования признака у диплоидного организма распределение частоты гена р будет биномиальным, и оценить достоверность величины частоты гена можно по критерию Стьюдента, увеличив число ошибок в t раз. Тогда: / \p q Возьмем величину А р равной частоте гена р, то есть 0,01, а достоверность величины частоты гена р оценим с вероятностью 0,95 при значении t = 1,96. Отсюда: N=i = l!96 0b0!99 = 2(Д р2) 2-0,0022
Таким образом, мы имеем формулу для определения N, то есть искомого объема выборки, разного в нашем случае 196 особей.
Итак, чтобы утверждать с вероятностью 0,95, что данный признак в тотальной популяции мономорфен, нужно иметь выборку из этой популяции объемов в 196 особей, обладающих данным признаком.
В таблице 31 приведены обнаруженные нами редкие варианты белков крови по нескольким мономорфным локусам.
Эритроцитарный энзим карбоангидраза I и II (СА[ и САЦ) исследован нами как у населения Москвы, так и у ряда монголоидных популяций Сибири (Назарова, 1983), табл. 31. С вероятностью 0,99 можно утверждать, что население Москвы мономорфно по двум локусам карбоангидразы (CAj и САП), поскольку в выборке из 458 человек мы не обнаружили редких полиморфных вариантов карбоангидразы по этим локусам.
В других выборках из европеоидных популяций также установлена инвариантность карбоангидразы (Tashian, Carter, 1976).
Мы обнаружили вариант САц, в выборках эвенков и якутов Красноярского края с частотой и 0,46 (Назарова, 1983, Табл. 31). Этот вариант идентифицирован нами при электрофорезе в ПААГ как гетерозигота 1-2. Частота аллеля СА ц в исследованных нами выборках эвенков и якутов, равна 0,023. Частота фенотипа САц 1-2 в выборках эвенков и якутов, равная 0,046, может рассматриваться как соответствующая редкому полиморфизму, и карбоангидразу эритроцитов человека можно считать находящейся на границе полиморфных и мономорфных признаков.
В популяциях негроидов и у населения Азиатско-тихоокеанского региона также обнаружены варианты по обоим локусам карбоангидразы, причем частота встречаемости этих вариантов в ряде негроидных популяций, а также популяций жителей Азии достигает полиморфных 4acTOT(Tashian, Carter, 1976, Blake, 1978).
Как показано Кимурой, редкие варианты белков отсекаются отбором при коэффициенте отбора 0,9 - 1,0, если эти варианты являются слабо вредящими. Остальные 10 % редких вариантов белков, кодируемых наследуемыми локусами, считаются селективно нейтральными (Кимура, 175 1985). Отсюда можно предположить, что то количество редких вариантов белков, которое можно обнаружить у взрослых людей, в 10 раз меньше количества редких вариантов, которые могли бы быть обнаружены на ранних стадиях онтогенеза.
Попытки обнаружить мутации de novo на ранних стадиях онтогенеза были. Известно, что у человека около 30 % зигот гибнет на стадии бластоцисты, по-видимому, в связи с крупными генетическими дефектами, и совместимыми с жизнью плода и его развитием (Кимура, 1965). Из оставшихся зигот около 50 % гибнут в первые месяцы развития эмбриона в связи с крупными аберрациями хромосом. Небольшая часть эмбрионов гибнет в результате действия доминантных летальных мутаций, возникших в гаметах родителей. Механизм действия доминантных летальных мутаций большей частью еще не изучен, и Фогель и Мотульский считают, что различение таких мутаций очень сложно, во-первых, из-за возможных фенокопий; во-вторых, из-за генокопий (Vogel, Motulsky, 1982).
Идентификация доминантных деталей возможна только при тщательном клиническом и лабораторном анализе фенотипа плода, с учетом возраста плода и начала патологического процесса в плоде.
При попытке изучения спонтанных абортусов на предмет обнаружения редких вариантов белков и энзимов обнаружилось, что суммарное количество редких вариантов по нескольким локусам, изученным методом электрофореза, в выборке спонтанных абортусов в 12 раз выше, чем в выборке искусственных абортусов (Алтухов, Дуброва, 1981). Однако неясно, что же послужило причиной спонтанных выкидышей: несовместимость по группам крови матери и плода, неидентифицированные доминантные летали или другая причина. Во всяком случае, наличие редких вариантов белков по изученным авторами локусам не может быть причиной гибели плода, так как такие же редкие варианты авторы обнаружили в контрольной выборке, хоть и в меньшем количестве. Однако это различие в количестве редких вариантов белков в исследуемой выборке спонтанных выкидышей и в контрольной выборке искусственных абортусов может быть обусловлено «игрой малых чисел», поскольку выборка спонтанных абортусов значительно меньше контрольной выборки. В реальности обнаруживаются редкие варианты белков крови и у здоровых людей, как взрослых, так и новорожденных. Так, мы обнаружили редкие варианты супероксиддисмутазы (SOD) в выборке здоровых взрослых из Москвы, а также в выборке детей с врожденной патологией из Москвы (Табл. 31).
Мономорфизм митохондриальной моноаминоксидазы тромбоцитов человека
Моноаминоксидаза (МАО) - моноамин: кислородоксидоредуктаза, дезаминирующая, к.ф. 1.4.3.4. - это важный фермент, дезаминирующий нейромедиаторы нервной системы, а также биогенные амины в организме. При участии МАО осуществляется окислительное дезаминирование катехоламинов дофамина, адреналина, нейромедиатора 5 гидрокситриптамина, а также серотонина (Hussein, Sindarto, Goedde, 1980).
Появились данные о снижении активности МАО тромбоцитов у больных шизофренией (Murphy, Wyatt, 1972). Однако в дальнейшем не было обнаружено различий между активностью МАО у больных шизофренией и здоровых людей (Ask, Book, Heyden et al., 1979). Сниженная активность МАО наследуется ренессивно (Murphy, Wyatt, 1972). МАО находится в тромбоцитах в наружной мембране митохондрий (Cauthon, Breakefield, 1979).
При диск-электрофорезе в полиакриламидном геле (ПААГ) митохондриальной фракции головного мозга человека были выявлены 4 фракции МАО (Youdim, Collins, Sandler et al., 1972). При диск-электрофорезе в ПААГ моноаминоксидазы плазмы крови человека были получены 5 фракций этого фермента (Lin, Wen-Shung Ma, Castell, 1975).
Электрофоретически МАО тромбоцитов человека сходна с В-формой МАО других тканей. В-форма МАО отличается от А-формы этого энзима по сродству к некоторым субстратам, и по чувствительности к ингибиторам (Cauthon, Breakefield, 1979).
Мы осуществили разделение изоферментов моноаминоксидазы тромбоцитов человека при вертикальном электрофорезе в прямоугольном блоке ПААГ, и провели популяционное исследование электрофоретического поведения МАО (Назарова, 1996,Nazarova, 1982,1986, 1987).
Материалом для этого исследования послужила свежая кровь, взятая из вены. Кровь подвергали дифференциальному центрифугированию для выделения фракции тромбоцитов, и вели далее электрофорез. Разработанный нами метод электрофореза МЛО в прямоугольном блоке ПААГ и окраска гелей описаны в главе 2 «Материалы и методы».
Электрофоре грамма моноаминоксидазы тромбоцитов человека, полученная нами в результате электрофореза в полиакриламидном блоке, представлена на рис. 12. На фотографии видно, что моноаминоксидаза разделилась на 5 фракций.
Этим методом электрофореза мы исследовали моноаминоксидазу тромбоцитов человека как здоровых людей разной этнической и расовой принадлежности, живущих в различных регионах России, так и больных приступообразной формой шизофрении из клиник Москвы, и больных с раневыми поражениями из клиники в Москве.
При изучении МАО тромбоцитов крови больных шизофренией и здорового населения Москвы мы обнаружили сходство электрофоретического поведения этого фермента у членов указанных выборок. На электрофореграммах и здоровых людей, и больных шизофренией обнаруживается мономорфизм. Исследование популяционных выборок здоровых людей разных этнических принадлежностей, относящихся к европеоидной и монголоидной расам, также выявило инвариантность (мономорфизм) МАО тромбоцитов при электрофорезе в ПААГ (Табл. 33). Во всех изученных выборках - русских, эвенков, якутов, чукчей, эскимосов, алтайцев, - МАО проявила электрофоретическую инвариантность. В выборке больных с тремя разными типами заживления ран (1 - заживление путем первичного натяжения, 2 - заживления с нагноением и 3 - заживление с нагноением и инфильтратом) моноаминоксидаза также была мономорфной. Этнически выборка больных с ранами состояла из 111 русских, 5 украинцев, 2 азербайджанцев, 2 евреев, 1 иорданца, 2 татар, 1 мордовки, 1 гречанки, 2 русско-украинских, 2 русско-польских и 1 русско-немецкого метиса - всего 130 человек.
