научная статья по теме СТРУКТУРА ГЕНОФОНДА ТУВИНЦЕВ ПО МАРКЕРАМ Y-ХРОМОСОМЫ Биология

Текст научной статьи на тему «СТРУКТУРА ГЕНОФОНДА ТУВИНЦЕВ ПО МАРКЕРАМ Y-ХРОМОСОМЫ»

ГЕНЕТИКА, 2013, том 49, № 12, с. 1416-1425

ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА

УДК 575.174:599.9

СТРУКТУРА ГЕНОФОНДА ТУВИНЦЕВ ПО МАРКЕРАМ Y-ХРОМОСОМЫ

© 2013 г. В. Н. Харьков, К. В. Хамина, О. Ф. Медведева, К. В. Симонова, И. Ю. Хитринская, В. А. Степанов

Научно-исследовательский институт медицинской генетики Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, Томск 634050 e-mail: vadim.stepanov@medgenetics.ru Поступила в редакцию 22.04.2013 г.

Изучена структура генофонда тувинцев по составу и частоте гаплогрупп Y-хромосомы из пяти территориально дистанцированных популяций. В генофонде тувинцев обнаружено 22 гаплогруппы, шесть из которых являются наиболее частыми (С3с, С3*, N1b, N1c1, Q^3 и Юа1а). По частотам гаплогрупп наибольшие отличия от остальных зафиксированы для восточных районов Тувы. Оценка генетического разнообразия на основании частот диаллельных гаплогрупп и YSTR-гаплотипов выявила очень высокие его значения для всех выборок. В целом тувинцы демонстрируют максимальные значения генетического разнообразия для коренных этносов Сибири. Оценка генетической дифференциации исследованных выборок с помощью анализа молекулярной дисперсии (AMOVA) показывает, что генофонд тувинцев относительно слабо дифференцирован по частотам гаплогрупп. Филогенетический анализ в пределах гаплогруппы N1b выявил сильный эффект основателя — пониженное разнообразие и "звездообразную" филогению медианной сети гаплотипов, образующих отдельный высокоспецифичный для тувинцев субкластер. Обнаружено, что гаплогруппа N1c1 у тувинцев по спектру гаплотипов наиболее гетерогенна и состоит из трех различных кластеров гаплотипов, демонстрируя значительные отличия западной популяции от остального населения Тувы. Результаты филогенетического анализа гаплогрупп выявили общие генетические компоненты у тувинцев с хакасами, алтайцами и монголами.

DOI: 10.7868/S0016675813120035

Коренные этносы Алтае-Саянского региона в последнее время являются одними из наиболее активно изучаемых специалистами различных направлений популяционной генетики человека и медицинской генетики. Значительный интерес к проблеме выявления структуры генофондов южносибирских популяций связан со сложностью их этногенеза. Согласно антропологическим данным ведущим фактором популяционной дифференциации на территории степной и лесостепной частей Южной Сибири была метисация [1, 2]. Процессы слияния и ассимиляции с участием монголоидных и европеоидных групп популяций сыграли главную роль в формировании современных тюркоязычных популяций Южной Сибири, в частности тувинцев. В эпоху энеолита, бронзы и раннего железа территория Тувы входила в зону обитания древнего европеоидного населения, на которой позднее сложились культуры скифо-сибирского мира [3]. Проникновение центральноазиатского монголоидного компонента на территорию Южной Сибири можно датировать 7—6 вв. до н.э. Примерно к этому же времени относится и появление лесного, таежного монголоидного компонента [1, 4]. Со временем происходит постепенное увеличение монголоидного компонента, от преобладания европеоидно-

го в скифское время до формирования в XIII— XIV вв. н.э. современного центральноазиатского антропологического типа тувинцев [3—5]. Генетические взаимодействия различных групп населения на территории Сибири, вызванные значительными миграциями, особенно усилившиеся в эпоху бронзы, раннего и позднего железа и средневековья, привели, таким образом, к формированию переходных монголоидно-европеоидных популяций в Алтае-Саянах.

В настоящее время тувинцы представляют собой один из наиболее компактно проживающих народов России, при этом генофонд тувинцев является относительно обособленным, поскольку частота межнациональных браков очень низка даже в смешанных популяциях [6, 7]. Кроме этого следует отметить изолированность отдельных популяций коренного населения Тувы, вызванную как географическими факторами, так и исторически сложившуюся, поскольку для тувинцев, в отличие от других народов Алтае-Саянского нагорья, характерна эндогамия. Вместе с тем показана гетерогенность родоплемен-ного состава тувинцев [8].

Настоящая работа продолжает серию исследований структуры генофонда коренных этносов Сибири [9—13]. Цель — характеристика структуры генофонда тувинцев, его региональной и внутри-

этнической подразделенности на основе анализа состава и структуры гаплогрупп У-хромосомы, определяемых с помощью генотипирования широкого набора информативных 8МР и 8ТЯ маркеров ее нерекомбинирующей части. До настоящего времени генофонд тувинцев исследован с помощью У-хромосомных маркеров недостаточно. Отдельных статей, посвященных тувинцам, нет, а в наиболее подробной работе по южносибирским этносам [14], хотя и содержится достаточно большая выборка тувинцев (Ы = 113) и тувинцев-тод-жинцев (36), основное внимание уделено сравнительному анализу на межэтническом уровне. Результаты генотипирования тувинских выборок приводятся также в статьях, посвященных фитогеографии и происхождению различных гаплогрупп У-хромосомы [15—17], но эти данные касаются лишь отдельных составляющих тувинского генофонда. В нашей ранней работе при анализе У-сцепленных микросателлитных маркеров на материале трех географически дистанцированных тувинских популяций было показано наличие нескольких основных компонентов в мужском генофонде тувинцев, которые были оценены как европеоидная и монголоидная составляющие [9]. С тех пор был существенно увеличен как популяцион-ный материал, так и число информативных ДНК-маркеров, что позволяет провести анализ структуры тувинского генофонда на новом уровне.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Материалом для исследования послужила тотальная ДНК, выделенная из лейкоцитов периферической крови мужчин с использованием стандартных методов. Исследовались популяци-онные выборки общей численностью 419 образцов, представляющие коренное население Республики Тува. Выборки были собраны в пос. Тэ-эли (запад Тувы) (Ы = 44), пос. Кунгуртуг (юго-восток республики) (Ы = 48), пос. Тоора-Хем (северо-восточная часть Тувы) (Ы = 23) и г. Кызыл (Ы= = 296). Образцы из Кызыла относили к той или иной территориальной группе в соответствии с местами рождения доноров. Образцы были разделены на пять территориально дистанцированных групп: запад (Барун-Хемчигский, Бай-Тайгин-ский, Дзун-Хемчигский, Сут-Хольский, Монгун-Тайгинский районы) (Ы = 169), центр (Чаа-Холь-ский, Тандынский, Каа-Хемский, Кызыльский, Улуг-Хемский, Чеди-Хольский, Пий-Хемский, Тес-Хемский, Овьюрский, Эрзинский районы) (Ы = 179), восток (Ы = 71), включающий северо-восток (Тоджинский район) (Ы = 23) и юго-восток (Тере-Хольский район) (Ы = 48).

В качестве маркеров использовались диал-лельные локусы, представленные в основном 8МР, и полиаллельные высоковариабельные микросателлиты (УБТЯ). С помощью диаллельных

маркеров определяли принадлежность образцов к той или иной гаплогруппе. Классификация гап-логрупп дана в соответствии с предложенной Консорциумом по исследованию Y-хромосомы [18], с последующими изменениями [19, 20]. Затем проводили генотипирование с помощью набора микросателлитных маркеров, определяя для каждого образца его индивидуальный STR-гап-лотип. На основании данных о составе гаплоти-пов внутри гаплогрупп выявляли их внутреннее разнообразие и детальные филогенетические взаимоотношения.

Диаллельные маркеры. Состав гаплогрупп изучали с использованием 60 маркеров нерекомбинирующей части Y-хромосомы: M1 (YAP), M3 (DYS199), М7, М8, M9, М12, M15, M17, M20, M25, M46 (Tat), М47, M56, M64, М67, M70, M73, M77, M86, M89, М92, М102, М117, М119, M120, M122, M124, M128, М130, М134, M157, M170, M172, M173, M174, M175, M178, M198, M201, M204, M207, M217, М223, M231, M242, М253, М267, М269, М324, М346, M407, M458, SRY1532, 92R7, DYF155S2, 1212, Р25, P31, P37 и P43. Гено-типирование проводили с помощью ПЦР и последующего анализа фрагментов ДНК различными способами, как описано ранее [10—13].

Микросателлитные маркеры. Анализ гаплоти-пов проводили с использованием 17 микросател-литных маркеров нерекомбинирующей части Y-хромосомы (DYS: 19, 385a, 385b, 388, 389I, 389II, 390, 391, 392, 393, 426, 434, 435, 436, 437, 438, 439). Использовались флуоресцентно меченные праймеры с красителями HEX, FAM, TET и NED, синтезированные Applied Biosystems. Гено-типирование проводили на генетических анализаторах ABI Prism 310 и ABI Prism 3130xl. Последовательности праймеров описаны ранее для DYS: 19, 389I, 389II, 390, 391, 392, 393 в работах [9, 23], для DYS: 385a, 385b, 388, 426, 438 в статье [24] и для DYS: 434, 435, 436, 437, 439 в статье [25]. Анализ размера фрагментов осуществлялся с помощью программного обеспечения GeneMapper Software. Номенклатура аллелей приведена в соответствии с общепринятой (для DYS389I без учета трехкопийного TCTG-повтора, для DYS437 без учета концевых тандемов [TCTG]2—[TCTA]4).

Статистические методы. Генетические взаимоотношения между популяциями выявляли с помощью факторного анализа (использовали метод главных компонент). Расчеты и построение графиков проводили с помощью пакета программ STATISTICA 7.0. Оценку генетического разнообразия производили по формуле Неи [26]. Оценку генетической дифференциации популяций проводили с помощью анализа молекулярной дисперсии (AMOVA) [27]. Использовали коэффициент Fst, проводя 10000 пермутаций исходного массива данных. Достоверность межпопуляционных

различий по частотам гаплогрупп и YSTR-гапло-типов оценивали при помощи точного теста по-пуляционной дифференциации (количество шагов цепей Маркова = 10000, количество шагов, не принимаемых в расчет, = 1000, уровень значимости = 0.05). Матрицы попарных дистанций Слат-кина (Fst) рассчитывали используя 100 пермута-ций исходного массива данных. Расчеты проводили в программном пакете ARLEQUIN 3.11 (http://cmpg.unibe.ch/software/arlequin3) [28]. Построение медианных сетей гаплотипов Y-хромо-сомы проводили в программе Network v. 4.6.1.1 (www.fluxus-engineering.com) по методу медианных сетей Бандельта, последовательно используя алгоритмы RM (reduced median) и MJ (median-joining) (параметр б принимали равным 0) [29, 30]. При построении сетей, д

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.

Показать целиком