ГЕНЕТИКА, 2008, том 44, № 4, с. 543-557
УДК 57517:599.9
ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА
ГЕНОФОНД НАСЕЛЕНИЯ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИММУНОБИОХИМИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ ГЕНОВ
© 2008 г. И. Н. Лепендина1, Е. В. Балановская2, М. И. Чурносов1
1 Белгородский государственный университет, кафедра медико-биологических дисциплин, Белгород 308015;
e-mail: lependina_bel@mail.ru 2 Медико-генетический научный центр Российской академии медицинских наук, Москва 115478
Поступила в редакцию 10.10.2006 г.
Проведено исследование распределения частот 33 аллелей 12 локусов иммунобиохимических маркеров генов (АВ0, RH, HP, GC, TF, PI, C'3, ACP1, GLO1, PGM1, ESD, 6-PGD) у коренного русского и украинского населения Белгородской области. Выявлены особенности генетической структуры белгородской популяции по сравнению с другими группами русского населения. Установлено, что генетическая структура белгородской популяции характеризуется европеоидным распределением частот всех аллелей.
Для описания популяционно-генетической структуры современного населения достаточно широко используют генетические маркеры. Классические генетические маркеры подразделяются на физиологические (например, вкусовая чувствительность, цветовая слепота и др.), иммунологические (например, группы крови) и биохимические (например, белки эритроцитов и сыворотки крови) [1, 2]. Одним из наиболее традиционных способов оценки генетической дифференциации популяции является подход, основанный на учете распределения частот иммунобиохимических маркеров генов. Материалы об их распределении среди различных групп населения позволяют дать адекватную характеристику генетических процессов, происходящих на популяционном уровне, необходимую для рассмотрения проблем микроэволюции населения и выявления роли инбридинга, генного дрейфа, миграций, метисации, скорости мутационного процесса и эффектов отбора в эволюционном процессе [3].
С использованием классических маркеров генов изучены генофонды многих популяций, однако провести их строгий сравнительный анализ весьма затруднительно из-за отсутствия единой программы исследования. Каждый научный коллектив, занимающийся изучением полиморфизма классических генетических маркеров, проводит исследование в популяциях по своему спектру генетических маркеров. Лишь по 5-6 биохимическим (HP, GC, TF, GLO1, PGM1, ACP1) и некоторым иммунологическим маркерам генов (АВ0, RH, MN, LEW, KEL) можно сравнить генофонды большинства изученных популяций. Задача данной работы - охарактеризовать по единому обширному спектру классических генных маркеров
(12 локусов) коренное русское и украинское население Белгородской области.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Характеристика исследованных популяций. В качестве объектов исследования были выбраны Прохоровский, Красненский (изучалось русское население), Грайворонский и Красногвардейский (изучалось украинское население) районы Белгородской области (рисунок).
Прохоровский район расположен на севере области и граничит с Курской областью. Вошел в состав Белгородской области из Курской области. Численность населения района составляет 22878 человек. По административному делению район состоит из 19 сельсоветов. Исследование проводилось в пяти географически удаленных друг от друга сельсоветах. Красненский район является приграничным районом с Воронежской областью, из которой он в 1954 г. вошел в состав Белгородской области. Расположен на северо-западе области. Численность населения составляет 12737 человек. По административному делению состоит из 10 сельсоветов. В качестве объектов исследования были выбраны пять географически удаленных друг от друга сельсоветов.
Грайворонский и Красногвардейский районы являются исторически сложившимися местами поселения и проживания украинцев, хотя расположены в разных частях области: Грайворонский -в юго-западной, Красногвардейский - в восточной. Численность населения Грайворонского района составляет 20606 человек, в качестве объекта исследования был выбран Козинский сельсовет. Численность населения Красногвардейского района составляет 35027 человек. Исследование
544
ЛЕПЕНДИНА и др.
Карта Белгородской области (отмечены районы, в которых производился сбор материала для исследования).
проводилось в Веселовском сельсовете. Поселения украинцев на территории Грайворонского района возникли во второй половине XVI в. В 1670 г. свободные земли в бассейне р. Ворсклы при устье р. Грайворонки заселили украинцы, основав слободу Грайвороны (позднее город Грай-ворон). На территории современного Красногвардейского района крупный массив украинских селений появился в конце XVII - начале XVIII в. Среди переселенцев преобладали мигранты из Правобережной Украины (Жаботина, Белой Церкви, Гадяча, Корсуни, Умани). Немало переселенцев было из соседних Сум, Ахтырки, Ворожбы, Суджи, Богодухова, Бакалеи [4].
Общий объем выборки из Белгородской области составил 382 человека: 298 - коренные русские, проживающие в Прохоровском (146 человек) и Красненском районах (152 человека); 84 -коренные украинцы Красногвардейского (42 человека) и Грайворонского (42 человека) районов. Средний возраст изученного населения - 49.11 лет.
Особое внимание было уделено корректному формированию репрезентативных выборок. Сбор образцов крови был проведен в пяти географически удаленных сельсоветах каждого района с русским населением. Каждый сельсовет представлен в выборке примерно равной численностью (по 30 человек). Такой метод формирования выборки позволяет сформировать полностью репрезентативную выборку и в полной мере отвечает требо-
ваниям, предъявляемым к популяционно-генети-ческим обследованиям.
В выборки включались только неродственные (до третьей степени родства) индивиды, все предки которых (на глубину трех поколений) происходят из данной популяции. Отбор крови осуществлялся согласно международным стандартам с информированного письменного согласия обследуемых и под контролем Этической комиссии ГУ МГНЦ РАМН. Этническую и популяци-онную принадлежность обследованных определяли путем индивидуального опроса по национальности и местам рождения предков до третьего поколения по обеим родительским линиям.
Методы генотипирования генетико-биохи-мических маркеров. Материалом для лабораторного исследования послужила венозная кровь, взятая из локтевой вены у пробанда. Общий объем полученного образца (5-6 мл) разделяли центрифугированием (3 тыс. об/мин) на сывороточную и эритроцитарную фракции. Далее материал хранили при -20°С.
Было произведено типирование по 10 биохимическим полиморфным системам: ТР, вС, НР, С'3, Р^ БББ, ОШ1, АСР1, РвМ1, 6-РвБ. Эти генные маркеры нами были включены в анализ в соответствии со следующими требованиями к ним: высокая полиморфность локусов; их независимое наследование и структурно-функциональные различия; значительная вариабельность частот алле-
ГЕНОФОНД НАСЕЛЕНИЯ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ. 1.
545
лей среди населения [5]. Кроме этого, выбор данной панели генетических маркеров определялся и тем, что имеющиеся в литературе данные по другим русским популяциям представлены преимущественно сведениями о распределении именно этих иммунобиохимических маркеров генов. Все это позволяет нам, используя данный набор генетических маркеров, проводить корректный сравнительный анализ генетических характеристик белгородской популяции с другими русскими популяциями.
Идентификация биохимических локусов HP, C'3 и 6-PGD осуществлялась стандартным методом вертикального электрофореза в 7.5%-ном полиакриламидном геле (ПААГ), GLO1 - в 5%-ном ПААГ [5, 6] на электрофоретической ячейке Protean II xi 2-D фирмы "Bio-Rad" (США). Локусы TF, GC, ESD, PGM1 типировались методом изо-электрофокусирования (ИЭФ) в ПААГ, а локусы PI, ACP1 - методом ИЭФ в агарозе [5-9]. ИЭФ осуществляли в аппарате Multiphor фирмы LKB (Швеция). Визуализация результатов электрофо-ретического разделения белков сыворотки проводилась на денситометре Gs-710 фирмы "BioRad" (США). Учет фенотипов ESD и ACP1 проводили в темном боксе и трансиллюминаторе фирмы UVP.
Группы крови АВ0 и RH выявляли в полевых условиях по результатам индивидуального опроса.
Статистический анализ. Расчет фенотипиче-ских и генных частот проводили стандартными методами [10]. Для оценки соответствия наблюдаемого распределения ожидаемому, исходя из равновесия Харди-Вайнберга, использовали кри-
,2 ПО,-Х2 = (N1N 3-1/4 N 2 ) 2 N
Щ П2
терий х2 [10]: %2 =
22
, где Ni, N2, N3 -
численности генотипов АА, Аа, аа в выборке объема И; п1, п2 - число аллелей А и а.
Наблюдаемый уровень гетерозиготности рас-
N 0
считывали по формуле [10]: Н0 = ^; И0 =
= # . ^ , где Иц - численность людей в данной выборке с генотипом А¡ Ац по первому локу-су, N - объем выборки.
Ожидаемый уровень гетерозиготности вычисляли по формуле [10]: НБ = 1 - Р2, где Р^ - частота ¡-го аллеля первого локуса.
Отношение между наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготностью определяли по величине инН
декса фиксации Райта (О) [11]: О = 1 - -— , где
2 рд
Н0 - среднее значение наблюдаемой гетерозиготности, р и q - частоты аллелей.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В таблице представлены данные о распределении фенотипов, генных частот, наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности, индекса фиксации для полиморфных систем крови у коренного населения Белгородской области.
Система АВ0. Для распределения частот генов системы АВ0 у русского населения Белгородской области, как и в других русских популяциях [1, 2, 12-15], типичен ряд: 0 > А > В. Население Прохоровского района достоверно (р < 0.0010.05) отличается от населения Красненского района по частотам аллелей АВ0*0 (0.61 и 0.51 соответственно) и АВ0*А (0.22 и 0.26 соответственно). Украинцы Белгородской области достоверно (р < 0.05) отличаются от ее русского населения по частоте аллеля АВ0*В. В целом у русских Белгородской области частота распределения генов групп крови АВ0 составляет: АВ0*0 - 0.56, АВ0*А -0.24, АВ0*В - 0.20, что практически совпадает со средними значениями, характерными для русских [1]: АВ0*0 - 0.58, АВ0*А - 0.24, АВ0*В - 0.18.
Система ЯН. Частота аллеля ЯН*й по четырем районам области варьирует незначительн
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.