ГЕНОМИКА. ТРАНСКРИПТОМИКА
УДК 575.17(571.56)
АЛЛЕЛЬНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ ШЕСТИ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ЛОКУСОВ ДНК В ПОПУЛЯЦИЯХ РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ)
© 2011 г. В. В. Жиркова1*, С. А. Федорова1, В. Л. Ахметова2, Л. А. Животовский3, Э. К. Хуснутдинова2
1Якутский научный центр комплексных медицинских проблем Российской академии медицинских наук,
Якутск, 677010
2Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа, 450054 3Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991
Поступила в редакцию 16.07.2010 г. Принята к печати 17.08.2010 г.
Проведен сравнительный анализ распределения частот аллелей шести STR-локусов (D3S1358, D16S539, THOI, D8S1179, LPL, HUMvWFII), применяемых в судебно-медицинской практике, в популяциях Якутии (три этногеографические группы якутов, эвенки, юкагиры, долганы, русские). По распределению частот пяти маркеров популяции русских достоверно отличаются от всех остальных популяций. Приведены значения совокупного дискриминирующего потенциала (PD) изученной системы ло-кусов для каждой из изучаемых популяций. Уровень межпопуляционных генетических различий (FST) равен 0.005. На основе аллельного полиморфизма STR-локусов оценены филогенетические взаимоотношения между изученными популяциями и популяциями других регионов — Восточной Европы, Южной Сибири, Чукотки и Камчатки.
Ключевые слова: аутосомные микросателлитные локусы, популяции Якутии, генетическое разнообразие.
ALLELIC POLYMORPHISM OF SIX MICROSATELLITE DNA LOCI IN POPULATIONS OF SAKHA (YAKUTIA), by V. V. Zhirkova1*, S. A. Fedorova1, V. L. Akhmetova2, L. A. Zhivotovsky3, E. K. Khusnutdinova2 (1Yakut Research Center of Complex Medical Problems, Russian Academy of Medical Sciences, Yakutsk, 677010 Russia; *e-mail: VVJ27@yandex.ru; 2Institute of Biochemistry and Genetics, Ufa Research Center, Russian Academy of Sciences, Ufa, 450054 Russia; 3 Vvilov Institute of Genetics, Russian Academy of Sciences, Moscow, 119991 Russia). The distribution of allele frequencies of six STR-loci (D3S1358, D16S539, THOI, D8S1179, LPL, HUMvWFII), used in forensic practice, was analyzed in populations of Sakha (Yakutia) (three ethnogeographical groups of Sakha (Yakuts), Evenks, Yukagirs, Dolgans, Russians). Significant differences were revealed between the Russians and all other populations by five markers. Values of total discriminative potential (PD) of studied system for each population were estimated. The level of interpopulation genetic differences (FST) was 0.005. On the basis of allelic polymorphism of STR-loci we estimated phylogenetic relationships between populations under study and populations of different regions — East Europe, South Siberia, Chukotka and Kamchatka.
Keywords: autosomal microsatellite loci, populations of Sakha (Yakutia), genetic diversity.
Исследование ДНК считается одним из наиболее актуальных методов анализа биологического материала в судебно-медицинских и криминалистических целях. Среди ДНК-маркеров различного типа, используемых в судебно-генетических исследованиях, предпочтение отдают аутосомным микросателлитам. Одну из основных проблем молеку-лярно-генетической идентификации личности и установления биологического родства представляет интерпретация полученных результатов, особенно в случае спорного отцовства/материнства, когда
* Эл. почта: VVJ27@yandex.ru
при исключении отцовства результаты не вызывают сомнений. Рассчитываемые параметры (индекс отцовства, вероятность отцовства и другие) основываются на популяционных частотах встречаемости выявленных у анализируемых индивидов аллелей.
На сегодняшний день общепризнано, что этнические группы различаются по частотам аллелей и генотипов отдельных ДНК-локусов. Это особенно актуально для географических областей, населенных разными этническими группами, включающими различные антропологические типы. При неправильном выборе референсной популяции величины вероятностей идентификации или биологического
родства определяются с погрешностями [1] и могут оспариваться при проведении судебной экспертизы как недостоверные. Результат анализа ДНК может не иметь юридической силы в том случае, если предварительно не установлена этническая принадлежность испытуемого, не проведены исследования в этнических группах и не учтены популяцион-ные различия в частотах аллелей. Необходимо подчеркнуть, что анализ микросателлитных локусов до сих пор проводили главным образом в европейских популяциях. К настоящему времени изучено значительное число русских популяций из различных регионов Российской Федерации [2—9]. В последние годы получены 8ТЯ-характеристики популяций Волго-Уральского региона [10] и Южной Сибири [9].
Якутия расположена в северо-восточной части Евразийского континента. На обширной территории, занимающей по площади 1/5 часть территории России, проживает менее 1 млн. человек, представляющих более сотни разных этносов. Среди них большинство составляют русские, якуты, эвенки, эвены, юкагиры и долганы. В настоящее время из представителей коренного населения Якутии лишь у якутов определены частоты 10 аутосомных 8ТЯ-локусов [10]. Более интенсивно полиморфизм ауто-сомных диаллельных и минисателлитных маркеров [11—13], мтДНК и У-хромосомы [14—17] также изучали ранее лишь у якутов как наиболее многочисленного этноса Сибири. Оказалось, что популяция якутов имеет более низкие показатели генетического разнообразия, чем другие тюркоязычные этносы и резко отличается от других этносов по своим генетическим характеристикам. Учитывая это, изучение полиморфизма микросателлитных 8ТЯ-локусов в популяциях коренного населения Якутии — русских, якутов, юкагиров, долган и эвенков, представляет большой интерес как прикладной — для развития популяционных баз данных, так и фундаментальный — для выявления особенностей структуры генофонда отдельных этносов.
Цель настоящей работы — изучение полиморфизма шести аутосомных микросателлитных локу-сов (0351358, 1)165539, ТН01, 0851179, ЬРЬ, НиИ-уШГИ) для создания референсной базы популяци-онно-генетических данных в семи популяциях коренного населения Якутии, необходимой при вычислении вероятностной статистики.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В работе использованы 317 образцов ДНК коренных жителей Республики Саха (Якутия). Коллекция составлена из материала Банка ДНК Отдела молекулярной генетики ЯНЦ КМП РАМН, собранного в экспедиционных выездах 2001—2006 гг. В выборку вошли неродственные индивиды, этническую принадлежность которых учитывали до третьего поколения. Всего проанализированы семь популяций: центральные якуты (п = 53), населяющие
Лено-Амгинское междуречье (Чурапчинский, Усть-Алданский, Хангаласский, Амгинский, Мегино-Кангаласский, Намский улусы), вилюйские якуты (n = 49), проживающие в бассейне реки Вилюй (Сунтарский, Нюрбинский, Вилюйский, Верхне-вилюйский улусы), северные якуты (n = 53) (Верхоянский, Момский, Абыйский, Среднеколымский улусы), эвенки Жиганского, Усть-Майского, Оле-некского улусов (n = 49), юкагиры Верхнеколымского и Нижнеколымского улусов (n = 53), долганы Ана-барского улуса (n = 13), русские (n = 47) — жители насел енных пунктов Мирнинского, Ленского, Алданского, Нерюнгринского улусов.
Суммарную ДНК выделяли из лимфоцитов периферической крови методом фенол-хлороформной экстракции с использованием протеиназы К. Матричные препараты ДНК амплифицировали методом ПЦР с помощью реагентов ТАПОТИЛИ (Государственный научный центр Российской Федерации "ГосНИИгенетика", Москва). Амплификацию проводили на приборе Терцик ("ДНК-технология", Россия). Продукты амплификации разделяли с помощью электрофореза в 10%-ном полиакриламид-ном геле с последующим окрашиванием бромистым этидием и серебром и визуализировали в УФ-свете системы гель-видеодокументации ("Vilber Lourmat", Франция).
Статистический анализ данных (частоты аллелей и их ошибки, фактическая и теоретическая ге-терозиготность, соответствие распределения генотипов равновесию Харди—Вайнберга) проводили с помощью пакета компьютерных программ Genepop (version 3.3, 2001). Ожидаемую гетерозиготность и параметры информативности локусов: вероятность случайного совпадения генотипов двух неродственных индивидов (МР), вероятность дискриминации генотипов двух неродственных индивидов (PD), информативность полиморфизма данного ло-куса (PIC) рассчитывали с помощью компьютерной программы PowerTyperExcel spreadsheet ("Promega") [18]. Достоверность различий в распределении частот аллельных вариантов между популяциями оценивали с помощью точного теста программы RxC. Факторный анализ с использованием метода главных компонент проводили с помощью программы POPSTR, любезно предоставленной H. Harpending.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В табл. 1 представлены данные о распределении частот аллелей шести STR-локусов (D3S1358, D16S539, LPL, THOI, D8S1179, HUMvWFII) в семи популяциях коренного населения Якутии.
Микросателлит D3S1358 расположен на хромосоме 3p21.3. В разных популяциях найдены 12 различных аллелей этого маркера размером от 99 до 147 п.н., включающих от 8 до 20 повторов ТСТА. У русских и у северных якутов выявлено шесть алле-
Таблица 1. Частоты аллелей шести микросателлитных локусов в популяциях Республики Саха (Якутия)
Маркер, аллели Якуты центральные Якуты вилюйские Якуты северные Эвенки Юкагиры Долганы Русские
Б3Б135813 N = 53 N = 49 N = 53 N = 49 N = 53 N = 13 N = 47
14 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
15 0.0217 0.0000 0.0192 0.0408 0.0830 0.0417 0.0957
16 0.6304 0.4591 0.4327 0.4796 0.3610 0.3333 0.2340
17 0.1957 0.3061 0.3942 0.3163 0.2680 0.4167 0.3085
18 0.1304 0.1938 0.1346 0.1429 0.2590 0.2083 0.2021
19 0.0217 0.0306 0.0090 0.0204 0.0270 0.0000 0.1382
0.0000 0.0100 0.0090 0.0000 0.0000 0.0000 0.0212
БШ539 N = 52 N = 48 N = 53 N = 50 N = 53 N = 13 N = 47
8 0.0094 0.0729 0.0096 0.0200 0.0000 0.0000 0.0425
9 0.2925 0.3437 0.2885 0.3900 0.2770 0.3462 0.1914
10 0.0283 0.0729 0.0769 0.0200 0.0920 0.2308 0.0638
11 0.1981 0.1145 0.1731 0.0900 0.2030 0.0385 0.1914
12 0.2925 0.2708 0.3173 0.2900 0.2770 0.1923 0.2978
13 0.1321 0.1145 0.134
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.