ГЕНЕТИКА, 2015, том 51, № 6, с. 724-732
ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА
УДК 575.22:616.74
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ И СТРУКТУРА SNP-ГАПЛОТИПОВ В ГЕНЕ DMPK У ЯКУТОВ И ДРУГИХ ЭТНОСОВ СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ В СВЯЗИ С МИОТОНИЧЕСКОЙ ДИСТРОФИЕЙ
© 2015 г. М. Г. Сваровская1, 2, 3, С. К. Степанова4, А. В. Марусин2, А. Л. Сухомясова4, Н. Р. Максимова4, 5, В. А. Степанов1, 2
Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск 634050 e-mail: maria.swarovskaja@medgenetics.ru; vadim.stepanov@medgenetics.ru 2Научно-исследовательский институт медицинской генетики Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, Томск 634050 3Сибирский государственный медицинский университет, кафедра медицинской генетики, Томск 634050 4Якутский научный центр комплексных медицинских проблем Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, Якутск 677019 5Лаборатория геномной медицины Клиники Медицинского института Северо-Восточного федерального университета, Якутск 677019 Поступила в редакцию 02.07.2014 г.
Изучена генетическая вариабельность локуса DMPK по шести SNP-маркерам (rs2070736, rs572634, rs1799894, rs527221, rs915915, rs10415988) у якутов, больных миотонической дистрофией (МД), в популяции якутов и в популяциях Северной Евразии. Были зафиксированы значимые отличия в частотах аллелей между больными и популяционной выборкой якутов по трем SNP-локусам (rs915915, rs1799894 и rs10415988), что отразилось в высоких значениях вероятности проявления заболевания. Отношение шансов (OR) развития МД у представителей якутской популяции по этим локусам оценивались как 2.59 (95% CI, p = 0.004), 4.99 (95% CI, p = 0.000) и 3.15 (95% CI, p = 0.01) соответственно. Выявлен гаплотип TTTCTC, ассоциированный с МД, и специфический только для больных якутов гаплотип GTCCTT, не встречающийся среди больных МД не якутского происхождения. Отмечен низкий уровень разнообразия в локусе DMPK у якутов (He = 0.283) по сравнению с другими изученными популяциями. Анализ генетических взаимоотношений между парами популяций выявил их достоверную дифференциацию по всем локусам. Кроме того, наблюдался низкий уровень дифференциации территориальных групп якутских популяций (FST = 0.79%) на фоне высокой подразделенности населения Северной Евразии (FST = 11.83%).
DOI: 10.7868/S0016675815060156
По результатам генетико-эпидемиологических исследований в Республике Саха (Якутия) (РС (Я)) выявлена высокая частота отдельных форм моногенных болезней, в том числе и миотонической дистрофии I типа (МД) [1—8]. Одним из механизмов патогенеза большого числа нейродегенератив-ных заболеваний человека, в число которых входит МД, может являться нестабильность генома, возникающая вследствие экспансии тринуклеодид-ных повторов. Для большинства заболеваний существуют популяционные различия как по распространенности, так и по спектру и частоте мутаций в генах, детерминирующих их развитие. Распространенность МД в разных регионах и этнических группах различна. В среднем по миру частота встречаемости исследуемой патологии составляет 4—5 заболевших на 100 тыс. населения [9, 10]. Максимальная частота МД зафиксирована в Квебеке (Канада) — 189 случаев на 100 тыс. населения [11]. В Юго-Восточной Азии заболевание
встречается крайне редко, в Южной и Центральной Африке описан единственный случай в нигерийской семье. В популяции якутов частота МД достигает максимального значения в сравнении с другими популяциями России (21.3 на 100 тыс. человек) [12], что определяет актуальность его изучения в данном регионе.
Миотоническая дистрофия (МД, ОМ1М: 160900) — аутосомно-доминантное многосистемное заболевание, характеризующееся широкой вариабельностью манифестации, клиническим полиморфизмом и тяжестью течения. Главные клинические проявления: мышечная слабость, катаракта, аритмии сердца, облысение со лба, нарушенная толерантность к глюкозе, умственная отсталость. Результаты исследований нормального полиморфизма гена миотонической дистрофии в популяциях РС (Я) косвенно свидетельствуют о том, что накопление данного заболевания обусловливается эффектом основателя. В
Таблица 1. Характеристика исследованных SNP в гене DMPK
Ref SNP ID (rs) Полиморфизм Локализация в гене Нуклеотидная позиция Фермент, используемый при ПЦР-ПДРФ
rs2070736 G/T TEL от интрона 46286714 DraIII
rs572634 G/T Интрон 4 46282503 AccB1I/HphI
rs1799894 C/T Интрон 5 46281745 AspLEI/HhaI
rs527221 C/G Экзон 10 46275976 Bse1I/BmpI
rs915915 G/T Интрон 11 46274972 Fnu4HI
rs10415988 D19S463 15kbCEN 46246704 Taq I
настоящее время в гене DMPK описано более 500 8МР [13], исследования которых проводились в популяциях Тайваня [14], Японии [15], Эфиопии [16], Южной Африки [17], Сербии [18], Ирана [19], Китая [20], Таиланда [21], Кореи [22], Западной Европы [23]. Эти данные демонстрируют значительные межпопуляционные отличия в частотах гаплотипов в локусе DMPK и накопление отдельных гаплотипов у больных МД.
Задачей настоящей работы была оценка генетического разнообразия локуса DMPK у якутов, больных МД и в территориальных выборках якутских популяций на фоне населения Северной Евразии, а также выявление спектра связанных с МД гаплотипов у якутов в сравнении с мировыми популяциями.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В работе использованы образцы ДНК 98 больных МД из 47 неродственных семей и 50 их фено-типически здоровых родственников, проживающих в РС (Я). Сведения о больных были получены из Республиканского генетического регистра наследственной и врожденной патологии медико-генетической консультации РС (Я) РБ № 1 Национального центра медицины, а также в процессе экспедиционных выездов, проводимых совместно с сотрудниками "ЯНЦ КМП" СО РАМН. Популяционная выборка здоровых индивидов представлена коренными жителями Якутии, проживающими в двух этногеографических районах РС (Я): Центральном (128 чел.) и Вилюй-ском (100 чел.). Северная Евразия представлена бурятами из г. Улан-Удэ (50 чел.) и пос. Хуромша (50 чел.) (Бурятия), русскими (100 чел.) из Томской области, хантами (100 чел.) из деревни Рус-скинская Сургутского района (ХМАО), кетами (50 чел.) из пос. Келлог (Туруханский район Красноярского края), южными киргизами из г. Ош
(50 чел.) и северными киргизами из пос. Кегеты (50 чел.) (Республика Кыргыстан). Забор биологического материала (венозной крови) проводили после медицинского осмотра с обязательным письменным информированным согласием на проведение исследования. Этническая принадлежность индивида учитывалась до третьего поколения.
Анализ однонуклеотидных полиморфизмов проводился методом ПЦР-ПДРФ. Для этого были подобраны шесть SNP-маркеров, равномерно распределенных по гену DMPK (табл. 1). Проверку распределения генотипов по исследованным полиморфным вариантам на соответствие равновесию Харди—Вайнберга проводили с помощью критерия х2. Частоты гаплотипов в популяциях определялись с помощью EM-алгоритма. У про-бандов, больных МД и их родственников гапло-типы также устанавливались на основе анализа сегрегации хромосом, несущих мутацию, и нормальных хромосом в родословных. Для анализа ассоциации маркеров исследуемых полиморфных вариантов с заболеванием МД сравнивали частоты аллелей и генотипов в группах больных и здоровых индивидов, используя критерий х2, а также точный критерий Фишера. Уровень генетического разнообразия и межпопуляционной дифференциации вычисляли методом анализа молекулярной вариабельности (AMOVA). Генетическое расстояние между популяциями рассчитывали по методу Нея [24]. Филогенетическое древо популяций строили с помощью алгоритма объединения "ближайших соседей" (neighbor joining) [24], реализованного в пакете программ PHYLIP [25]. Различия двух сравниваемых величин считали достоверными при достижении уровня значимости Р < 0.05.
Таблица 2. Частота аллелей и гетерозиготность в исследованных популяционных выборках
Исследуемые группы в гене БИРК Частота минорного аллеля Наблюдаемая гетерозиготность (Н0) Ожидаемая гетерозиготность (Не)
Якуты (Ж = 228) ге2070736 0.373 0.513 0.470
ге572634 0.096 0.107 0.127
ге1799894 0.121 0.195 0.218
ге527221 0.171 0.272 0.284
Г8915915 0.232 0.382 0.367
ге10415988 0.132 0.212 0.231
Буряты (Ж = 100) ге2070736 0.355 0.410 0.458
ге572634 0.153 0.204 0.259
ге1799894 0.278 0.414 0.401
ге527221 0.035 0.070 0.068
ге915915 0.283 0.343 0.406
Г810415988 0.245 0.410 0.370
Киргизы (Ж = 100) ге2070736 0.337 0.388 0.447
ге572634 0.180 0.237 0.296
ге1799894 0.347 0.490 0.453
ге527221 0.174 0.284 0.287
Г8915915 0.335 0.402 0.446
Г810415988 0.308 0.434 0.426
Русские (Ж = 100) ге2070736 0.240 0.420 0.365
ге572634 0.137 0.232 0.236
ге1799894 0.449 0.535 0.495
ге527221 0.143 0.245 0.245
Гв915915 0.336 0.402 0.464
Г810415988 0.435 0.490 0.492
Ханты (Ж = 100) ге2070736 0.311 0.337 0.429
ге572634 0.107 0.153 0.191
ге1799894 0.459 0.469 0.497
ге527221 0.071 0.121 0.131
Гв915915 0.402 0.392 0.481
Г810415988 0.474 0.392 0.499
Кеты (Ж = 50) ге2070736 0.150 0.240 0.255
ге572634 0.360 0.480 0.461
ге1799894 0.330 0.420 0.442
ге527221 0.380 0.520 0.471
Гв915915 0.460 0.460 0.497
ге10415988 0.320 0.440 0.435
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Генетическая вариабельность шести однонуклеотидных полиморфных вариантов в гене DMPK в популяциях Северной Евразии
Частоты аллелей, характеристика гетерозигот-ности и соответствие распределения генотипов равновесию Харди—Вайнберга по шести одно-нуклеотидным полиморфным вариантам гена DMPK в исследованных популяционных группах представлены в табл. 2. По всем маркерам во всех популяциях распределение генотипов соответствовало равновесию Харди—Вайнберга. При сравнении частот аллелей и генотипов между изученными группами для полиморфного локуса гз2070736 выявлено наименьшее значение частоты минорного аллеля (15%) у кетов и наибольшее (37.3%) — у якутов. По полиморфному локусу гз572634 минимальное значение наблюдается у якутов (9.6%), максимальное — у кетов (36%). По локусу гз1799894 наименьшая частота минорного аллеля выявлена в популяционной выборке якутов (12.1%), наибольшая (45.9%) — в популяции хантов. Разброс аллельных частот по ло
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.