ГЕНЕТИКА, 2009, том 45, № 3, с. 406-411
ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА
УДК 575.174.015.3:599.9
АНАЛИЗ Alu-ИНСЕРЦИОННОГО ПОЛИМОРФИЗМА В ТРЕХ СУБЭТНИЧЕСКИХ ГРУППАХ КАЛМЫКОВ
© 2009 г. Р. И. Хусаинова1, Н. В. Балинова2, И. А. Кутуев1, Н. X. Спицына2, В. Л. Ахметова1,
Р. Р. Валиев1, В. А. Спицын3, Э. К. Хуснутдинова1
1Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук,
Уфа 450054; e-mail: ritakh@mail.ru 2Институт этнологии и антропологии Российской академии наук, Москва 117334 3Медико-генетический научный центр Российской академии медицинских наук, Москва 115478
Поступила в редакцию 14.11.2007 г.
Проведено изучение восьми Alu-инсерций локусов NBC27, TPA25, NBC148, NBC123, ACE, APOA1, NBC51, PV92 в трех субэтнических группах калмыков (торгоуды, дербеты и бузава). В целом у калмыков спектр аллельных частот соответствует таковому в азиатских популяциях мира и схож с частотами Alu-инсерций у тюркских народов Волго-Уральского региона и Средней Азии. Попарное сравнение трех субпопуляций калмыков по распределению частот восьми Alu-инсерций выявило различия исследуемых групп. При этом коэффициент генной дифференциации Fst составил 1.37%, что свидетельствует об общности происхождения и единстве генофондов изученных субэтнических групп калмыков.
Полиморфные Alu-инсерции составляют более 10% всего генома человека и являются эффективным маркером для анализа генетической структуры, разнообразия популяций, внутри и межпопуляционной дифференциации. Alu-после-довательности характеризуются высокой стабильностью, низким уровнем инсерций de novo, отсутствием механизма удаления Alu-повтора из специфического локуса, что позволяет рассматривать Alu-инсерцию как независимое событие, произошедшее лишь однажды, а также методической простотой генотипирования. Для Alu-повто-ров, в отличие от других полиморфных диаллель-ных систем, всегда известно предковое состояние и направление мутации [1-3]. Эти особенности позволяют широко использовать Alu-инсерцион-ный полиморфизм для популяционных исследований. В данной работе в трех этнических группах калмыков проведено изучение восьми полиморфных Alu-инсерций, являющихся короткими ре-тропозонами (SINE-short inserted element) длиной 80-400 пн и относящихся к наиболее молодому подсемейству Yа5, вставка которого совпала с расселением и этнической дивергенцией человека [4].
Современная Калмыкия является фактически осколком величайшей империи кочевников нового времени, известной под названием Джунгар-ское ханство. Исторически сложилось так, что предки калмыков - ойраты, представители западно-монгольского этноса, переселились в Россию, приняли русское подданство и получили земли для кочевания в низовьях Волги и Урала в начале
XVII в. В 1698 г. произошел разрыв волжских калмыков с Джунгарией и образовалось самостоятельное Калмыцкое ханство, которое впоследствии попадает в зависимость от России. В 1771 г. большая часть калмыков возвращается в Джунгарию [5]. Калмыки являются основным населением Калмыкии, живут также в Астраханской, Волгоградской, Ростовской, Оренбургской областях, Ставропольском крае, небольшие группы в Сибири, Средней Азии и на Кавказе. Численность калмыков в Российской Федерации составляет 174 тыс. человек (2002 г.), в том числе в Калмыкии проживают свыше 155 тысяч [6]. Калмыцкий народ состоит из трех больших этнических объединений: торгутов (или торгоуды), дербетов и донских калмыков-бузавов, которые возникли в XVШ-XIX вв. на основе торгоутов и дербетов, пошедших на службу в казачьи части. Остальные субэтнические подразделения - хошеуты (хошу-ты), терские, оренбургские и другие калмыки -более малочисленны и с тремя основными субэтносами несопоставимы [7]. Калмыки относятся к центральноазиатскому антропологическому типу большой монголоидной расы, незначительно отличаясь от монголов и бурят, но наблюдаются признаки смешения с тюркскими и северокавказскими народами (у которых чаще встречаются волнистые мягкие волосы, несколько сильнее развита борода, выше переносица) [8]. Калмыцкий язык относится к западной подгруппе монгольской группы алтайской семьи.
Таблица 1. Характеристика изученных Alu-инсерций
Локус Хромосома Размеры аллелей Последовательность праймеров Идентификационный номер
ACE 17 490/190 CTGGAGACCACTCCCATCCTTTCT GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT X62855
APO 11 400/110 AAGTGCTGTAGGCCATTTAGATTAG AGTCTTCGATGACAGCGTATACAGA X53550
PV92 16 450/130 AACTGGGAAAATTTGAAGAAAAGT TGAGTTCTCAACTCCTGTGTGTTAG AC009028
TPA25 8 457/134 GTAAGAGTTCCGTAACAGGACAGCT CCCCACCCTAGGAGAACTTCTCTTT K03021
Ya5NBC27 11 591/265 CTGAATACAGGTATCACTGAACAGAAC ACAGTGTAAAGTCTAACCTACCAGAGGAT AC003691
Ya5NBC51 3 437/140 ATATTCCAGAAGTTTCCTTACATCTAGTGC AAAGCTTTAAGTCTCCACCATCTCT AC008249
Ya5NBC123 5 490/180 ATCAAGTTGACACTCAGTATTCACCAC CTAGTCTGCAGAACTGTGAGAAATGTA AC005739
YaNBC148 20 505/193 ACAAGATGACAGATGTAAACCCAAC AAGGTGTTGTCAGACTAATCTATCG AL031659
Целью данного исследования являлся анализ трех субэтнических групп калмыков на основе изучения восьми полиморфных Alu-инсерций.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Материал для популяционно-генетического анализа собран в ходе экспедиционных выездов 2006 г. Забор крови проводили с информированного согласия у взрослого коренного населения Республики Калмыкия. Данные по этнической принадлежности обследованных индивидов выясняли путем опроса, включая указание на национальную принадлежность предков до третьего поколения. В работе использованы 266 образцов ДНК калмыков, принадлежащих трем субэтническим группам: торгоуды из Лаганского района (п = 101), бузава из Городовиковского района (п = 84), дербеты из Целинного района (п = 81).
ДНК выделяли из крови методом фенольно-хлороформной экстракции по стандартной методике [9].
Генотипирование Alu-инсерций проводилось с использованием полимеразной цепной реакции синтеза ДНК (ПЦР) и праймеров, описанных ранее (табл. 1) [10].
Амплифицированные фрагменты ДНК разделяли электрофоретически в 7%-ном полиакрила-мидном геле, окрашивали бромистым этидием и идентифицировали в УФ-свете, выявляя для каждого из локусов два аллеля: "I" (инсерция) и 'Ю" (делеция ).
Статистический анализ полученных данных (частоты аллелей и генотипов, фактическую и
теоретическую гетерозиготность, соответствие распределения частот генотипов равновесию Харди-Вайнберга, коэффициент генной дифференциации (Fst) (алгоритм расчета по Weir and Cockerham, 1984) и попарное сравнение популяций) проводили с помощью пакета программ Genepop v. 1.2 [11]. Факторный анализ провели с использованием метода главных компонент в пакете программ Statistica v.5.5 [12].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты изучения восьми Alu-инсерцион-ных локусов (NBC27, TPA25, NBC148, NBC123, ACE, APOA1, NBC51, PV92) в исследуемых субэтнических группах калмыков представлены в табл. 2.
Самая высокая частота Alu-инсерций выявлена по локусу APO - 0.878 в общей выборке калмыков с незначительной вариацией в субэтнических группах (от 0.863 у бузава до 0.886 у торго-удов), что соответствует литературным данным о частоте данной инсерции в популяциях Юго-Восточной Азии (0.856) и Волго-Уральского региона (0.864) [10, 13]. Низкая частота инсерции наблюдалась по локусу NBC27, величина которой колебалась от 0.168 у торгоудов до 0.333 у бузава, составляя в среднем 0.242. В популяциях Юго-Восточной Азии частота NBC27 инсерции варьирует от 0.21 у японцев до 0.304 у китайцев, в европейских популяциях не выявлено выраженных колебаний частоты данной инсерции (от 0.237 до 0.257). В целом для азиатских популяций характерна относительно высокая частота инсерции
Таблица 2. Распределение частот аллелей и генотипов Alu-инсерций в трех субэтнических группах калмыков
Alu-инсерции N3027 ТРА25 N30148 N30123 А0Е АРО N3051 РУ92
Общая выборка N = 266)
п Р п Р п Р п Р п Р п Р п Р п Р
Аллели *1 129 0.242 256 0.481 245 0.461 298 0.560 306 0.575 467 0.878 212 0.398 251 0.472
*в 403 0.758 276 0.519 287 0.539 234 0.440 226 0.425 65 0.122 320 0.602 281 0.528
Генотипы *1*1 16 0.060 22 0.083 47 0.177 79 0.297 76 0.286 206 0.774 44 0.165 56 0.211
*1*в 97 0.365 212 0.797 151 0.568 140 0.526 154 0.579 55 0.207 124 0.466 139 0.523
*в*в 153 0.575 32 0.120 68 0.256 47 0.177 36 0.135 5 0.019 98 0.368 71 0.267
Торгоуды N = 101)
Аллели *1 34 0.168 98 0.485 101 0.5 115 0.569 102 0.505 179 0.886 81 0.401 106 0.525
*в 168 0.832 104 0.515 101 0.5 87 0.431 100 0.495 23 0.114 121 0.599 96 0.475
Генотипы *1*1 3 0.030 17 0.168 26 0.257 34 0.337 15 0.149 80 0.792 22 0.218 24 0.238
*1*в 28 0.277 64 0.634 49 0.485 47 0.465 72 0.713 19 0.188 37 0.366 58 0.574
*в*в 70 0.693 20 0.198 26 0.257 20 0.198 14 0.139 2 0.020 42 0.416 19 0.188
Бузава N = 84)
Аллели *1 56 0.333 78 0.464 73 0.435 108 0.643 104 0.619 145 0.863 80 0.476 82 0.488
*в 112 0.667 90 0.536 95 0.565 60 0.357 64 0.381 23 0.137 88 0.524 86 0.512
Генотипы *1*1 11 0.131 5 0.060 12 0.143 36 0.429 29 0.345 62 0.738 21 0.250 18 0.214
*1*В 34 0.405 68 0.810 49 0.583 36 0.429 46 0.548 21 0.250 38 0.452 46 0.548
*в*в 39 0.464 11 0.131 23 0.274 12 0.143 9 0.107 1 0.012 25 0.298 20 0.238
Дербеты N = 81)
Аллели *1 39 0.241 80 0.494 71 0.438 75 0.463 100 0.617 143 0.883 51 0.315 63 0.389
*в 123 0.759 82 0.506 91 0.562 87 0.537 62 0.383 19 0.117 111 0.685 99 0.611
Генотипы *1*1 2 0.025 0 0.000 9 0.111 9 0.111 32 0.395 64 0.790 1 0.012 14 0.173
*1*в 35 0.432 80 0.988 53 0.654 57 0.704 36 0.444 15 0.185 49 0.605 35 0.432
*в*в 44 0.543 1 0.012 19 0.235 15 0.185 13 0.160 2 0.025 31 0.383 32 0.395
Примечание. п - количество наблюдений аллелей и генотипов.
Alu-повтора в локусе PV92 и относительно низкая частота инсерции APO. В исследованных нами субпопуляциях калмыков частота инсерции PV92 варьировала от 0.389 у дербетов до 0.525 у торго-удов, составляя в среднем 0.472, что ниже, чем в популяциях Юго-Восточной Азии, где она встречается с частотой 0.851, достигая 1.0 у камбоджийцев, и выше, чем в европейских популяциях, где ее частота не превышает 0.232 [10]. При этом соответствует таковому у народов Сибири, таких как эвенки (0.58), алт
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.