ИЗМЕНЧИВОСТЬ МИНИСАТЕЛЛИТНОГО МАРКЕРА APoB3

Áþëëåòåíü ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2011, ¹ 5 (81)
УДК 575.15(571.53)
И.Ю. Урыбин, О.А. Первушина, Т.А. Астахова
Изменчивость минисателлитного маркера ApoB3´VNTR у эвенков
Иркутской области
Учреждение Российской академии медицинских наук Научный центр проблем здоровья семьи
и репродукции человека Сибирского отделения РАМН (Иркутск)
В статье представлены данные о полиморфизме ApoB3´VNTR у эвенков, проживающих в Иркутской
области.
Ключевые слова: эвенки, ген ApoB’3, этнос, аллель, HVE
Variability of minisatellite marker ApoB 3´VNTR of evenks
of Irkutsk region
I.Yu. Uribin, O.A. Pervushina, T.A. Astakhova
Scientific Center of Family Health Problems and Human Reproduction SB RAMS, Irkutsk
The article presents the data about polymorphism of ApoB3´VNTR in evenks living in Irkutsk region.
Key words: evenks, ApoB’3 polymorphism, ethnos, allele, HVE
Изучение генетической изменчивости народонаселения мира и истории формирования его
генофонда является одним из перспективных направлений современной популяционной генетики.
Именно через популяцию осуществляется генетическая преемственность поколений, регуляция
таких биологически важных свойств, как плодовитость, численность, устойчивость к заболеваниям
и микроэволюционный процесс [1, 2].
Территория Восточной Сибири представляет
интерес для популяционных исследований, поскольку долгое время являлась местом контакта
народов монголоидной и европеоидной рас, что
наложило отпечаток на формирование генофонда
современного коренного населения этого региона:
здесь проживают смешанные народы, несущие в
себе в разной пропорции признаки обеих рас [4].
Среди различных коренных малочисленных
народов Сибири, Дальнего Востока и Забайкалья
наиболее представительной этнической общностью являются эвенки. Эвенки – это народность
тунгусо-манчжурской языковой группы, живущая
в Восточной Сибири.
Локусы, состоящие из тандемно-повторяющихся последовательностей (HVE – hypervariable element) представляют собой универсальную систему
генетических маркеров для анализа наследуемых изменений на уровне ядерной ДНК и широко используются в исследованиях генетического полиморфизма
популяций человека, растений и животных.
Одним из самых полиморфных, информативных и наиболее изученных минисателлитных
маркёров является AроB 3´VNTR. Этот маркёр
применяется при определении родства и филогенетических исследованиях популяций.
Исследования по изучению генетической
структуры популяции эвенков в настоящее время
недостаточны и носят фрагментарный характер,
что обусловило цель нашего исследования.
174
Цель исследования: изучение структуры популяции эвенков по полиморфизму AроB 3´VNTR.
Материалы и методы
Полиморфизм АроВ 3´VNTR был исследован
в выборке из локальной популяции сибирского
этноса – эвенков (63 человека), проживающих в п.
Ербогачен Катангского района Иркутской области,
а также в выборке русской популяции – 66 человек,
проживающих на территории Восточной Сибири.
Этническая принадлежность и проживание
пробанда в конкретном географическом регионе не
менее трех поколений устанавливались в процессе
опроса и анкетирования. В работе с пациентами
соблюдались этические принципы, предъявляемые
Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (World Medical Association Declaration of Helsinki (1964, 2000 ред.)).
Для исследования забиралась венозная кровь
по 0,5 мл в пробирки с антикоагулянтом – ЭДТА.
Препараты ДНК получали с использованием
коммерческих наборов на основе лизирующего
агента – гуанидинтиоционат – и силикатного
ДНК-сорбента. Генотипирование образцов ДНК
проводили по методу определения длины амплифицированных фрагментов. Использовали набор
реагентов для типирования производства «ГосНИИ
Генетика» (Москва). Амплификацию проводили
с небольшой модификацией протокола, предложенного производителем, позволяющей избежать
предпочтительной амплификации аллелей меньшего размера. Разделение продуктов реакции проводили в 2% агарозном геле, содержащем 0,05 мкг/мл
этидиум бромида с последующей визуализацией на
фильтре трансиллюминатора.
Для определения аллелей полиморфизма
АроВ3´VNTR использовали псевдоаллельную «лестницу» из 13 фрагментов, соответствующих по размерам аллелям от 29 до 53 повторов, и аллельный
Экспериментальные исследования в биологии и медицине
Áþëëåòåíü ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2011, ¹ 5 (81)
маркер, созданный в результате коамплификации
9 известных аллелей.
Соответствие распределение частот аллелей и
генотипов проверяли по критерию χ2 в программе
«Statistica» v. 6.
Результаты и обсуждения
Нами было исследовано распределение ApoB’3
VNTR генотипов и аллелей в группах эвенков и
русских. Нумерация аллелей отражает число содержащихся в них тандемных повторов, мы использовали обозначения аллелей, предложенные
Boerwinkle et al. (1989) [9].
Было идентифицировано 8 аллелей у эвенкийской популяции и 11 аллелей у русских с
диапазоном изменчивости от 31 до 55 тандемных
повтора (рис. 1). В данных выборках наблюдается
бимодальное распределение. Наибольшие частоты
встречаемости выявлены в исследованных группах
у аллелей с 35 и 37 повторами. В эвенкийской выборке частота аллеля 35 HVE достигает 38,0 %, а 37
HVE – 29,4 %; у русских частота аллеля 35 HVE
(25,8 %) меньше частоты аллеля 37 HVE (39,4 %).
Соотношение частот аллелей 35 HVE и 37 HVE в
популяциях различных рас является неодинаковым. Например, частота аллеля 35 HVE в популяции
эвенков в 1,5 раза выше, чем в популяции русских.
%
45
40
эвенки
35
русские
30
Распределение частот генотипов в выборках находится в состоянии равновесия Харди – Вайнберга.
Для анализа статистической достоверности различий между распределениями частот аллельных
вариантов минисателлитного маркера ApoВ 3´VNTR
были привлечены и литературные данные по этому
полиморфизму в монголоидной популяции якутов,
проживающей в Восточной Сибири (табл. 1) [6]. Для
сравнения использовали 4-аллельную модель [10],
в которой все аллели полиморфизма разделили по
четырём группам в зависимости от числа содержащихся в них тандемных повторов: короткие < 35
повторов, средние – 35 повторов, средние – 37
повторов, длинные > 37 повторов. Наблюдается
незначительная разница в частотах коротких (< 35)
и длинных аллелей (> 37) в сравниваемых группах.
Показаны достоверные различия частоты встречаемости аллеля 35HVE между русскими (0,258) и
эвенками (0,380) (χ2 = 4,53; р < 0,05), между русскими (0,258) и якутами (0,547) (χ2 = 29,47; р < 0,001) и
между эвенками (0,380) и якутами (0,547) (χ2 = 9,32;
р < 0,01). Наблюдается тенденция увеличения частоты аллеля 35 HVE в направлении русские – эвенки
– якуты. Обнаружена также и обратная тенденция
уменьшения частоты встречаемости аллеля 37 HVE.
Различия по частотам встречаемости аллеля 37 HVE
достигают статистически достоверной величины
между популяциями: русских (0,394) и якутов (0,150)
(χ2 = 29,00; р < 0,001), эвенков (0,294) и якутов (0,150)
(χ2 = 11,03; р < 0,001).
Таблица 1
Распределение аллелей в исследованных группах
по 4-аллельной модели
25
Частота в группах
20
Русские
Эвенки
Якуты
(Verbenko D.A. et al.,
2003)
< 35
0,129
0,135
0,110
35
0,258*
0,380
0,547**
Аллели
15
10
5
0
31
33
35
37
39
41
43
47
49
51
55
Рис. 1. Распределение аллелей в исследованных популяциях: аллели обозначены в соответствии с номенклатурой Е. Boerwinkle (1989).
Наличие самого часто встречающегося аллеля с
35 повторами присуще монголоидным популяциям.
Максимальная частота 37 HVE – характерный признак популяций северных европеоидов.
Подобные особенности спектра распределения
аллельных частот маркера у народов разных рас
принято называть расово-диагностическими.
Было установлено, что вторым пиком частоты
в бимодальных распределениях является частота
встречаемости 47 HVE аллеля. Для всех исследованных не африканских популяций характерно
наличие двух или трёх пиков частот по данному
полиморфизму. Для большинства европеоидных
и монголоидных популяций показано, что вторым
пиком распределения являются частоты аллелей
47 HVE или 49 HVE.
37
0,394
0,294
0,150***
> 37
0,220
0,190
0,193
Примечание: * – p < 0,05; ** – p < 0,01; *** – p < 0,001.
Статистическая достоверность различия
частот аллелей между группами: 1) аллель
35HVE: русские – эвенки: χ2 = 4,53, р < 0,05;
эвенки – якуты: χ2 = 9,32, р < 0,01; русские
– якуты: χ2 = 29,47, р < 0,001; 2) аллель 36
+ 37HVE: русские – эвенки: χ2 = 2,87, р >
0,05; эвенки – якуты: χ2 = 11,03, р < 0,001;
русские – якуты: χ2 = 29,00, р < 0,001. При
формировании групп аллелей в группе якутов
были объединены аллели 36HVE и 37HVE.
В исследованных нами выборках эвенков и
русских аллель 36HVE не обнаружен.
В результате сравнения по исследованному
полиморфизму ApoВ 3´VNTR эвенки занимают
среднее положение между типично европеоидными
русскими и фенотипически крайне выраженными
монголоидами якутами. Этот тренд может быть объяснён потоком европеоидных генов в геном эвенков
в результате метисации. По литературным данным
известна связь ApoВ 3´VNTR полиморфизма с забо-
Экспериментальные исследования в биологии и медицине
175
Áþëëåòåíü ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2011, ¹ 5 (81)
леваемостью и особенностями обмена липидов [3, 5,
7, 8]. Возможно, что сформировавшийся в течение
многих поколений образ жизни оленеводов и охотников с характерной диетой поддерживал отбор
отдельных аллелей, приводя к изменению частот
аллелей и распределению в популяции тех генетических вариантов, которые наиболее адаптивны.
Литература
1. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. – 431 с.
2. Назарова А.Ф. Популяционная генетика и
происхождение народов Евразии. Генетический
портрет. – М.: Белые альвы, 2009. – 297 с.
3. Полиморфизмы АроВ3´VNTR, B1AR A145G,
ACE I/D и эссенциальная артериальная гипертензия у детей и подростков / Л.И. Колесникова [и
др.] // Бюлл. СО РАМН. – 2008. – № 3. – С. 66–69.
4. Туров М.Г. Эвенки. Основные проблемы
этногенеза и этнической истории. – Иркутск:
Амтера, 2008. – 280 с.
5. Apolipoprotein B 3´ hypervariable repeat
genotype: association with plasma lipid concentration,
coronary artery disease, and other restriction fragment
polymorphisms / J.H. Wu [et al.] // Clin. Chem. –
1996. – N 42. – P. 927–932.
6. Apolipoprotein B 30-VNTR polymorphism
in Eastern European populations / D.A. Verbenko
[et al.] // Eur. J. Hum. Genet. – 2003. – N 11. –
P. 444–451.
7. Frossard P.M., Obineche E.N., Lestringant G.G.
Assotiation of an apolipoprotein B gene marker with
essential hypertension // Hypertension. – 1999. –
N 33. – Р. 1052–1056.
8. Hegele R.A., Herbert P.N., Blum C.B. Apolipoproteih B-gene DNA polimorpnisms associated with
myocardial infarction // N. Engl. J. Med. – 1986. –
N 315. – P. 1509–1515.
9. Rapid typing of tandemly repeated hypervariable loci by the polymerase chain reaction: application to the apolipoprotein B 3’ hypervariable region /
E. Boerwinkle [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. –
1989. – N 86. – P. 212–216.
10. Skowasch K. Comparison of population data
using 3 AMPFLP systems // Advances in Forensic
Haemogenetics. – 1994. – N 4. – P. 9214–9218.
Сведения об авторах
Урыбин Игорь Юрьевич – научный сотрудник лаборатории генетико-биохимических проблем онтогенеза Научного центра
проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН (664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16; тел./факс: 8 (3952)
20-76-36, 20-73-67; e-mail: iphr@sbamsr.irk.ru)
Первушина Оксана Александровна – лаборант-исследователь лаборатории генетико-биохимических проблем онтогенеза
Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН
Астахова Татьяна Александровна – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории генетико-биохимических проблем онтогенеза Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН
176
Экспериментальные исследования в биологии и медицине