Scisne?

Изучение генетического разнообразия украинцев и сходства с другими народами

Комментарии: 0
Исследуется разнообразие «однородительских» генетических маркеров – Y хромосомы и мтДНК. Важная особенность этих маркеров – отсутствие рекомбинации, т.е. обмена генетическим материалом между отцовской и материнской частями генома.

В отношении генофонда Y хромосомы у украинцев имеются лишь данные, фрагментарные в отношении или географии популяций, или числа изученных маркеров [Semino et al., 2000; Rosser et al., 2000; Passarino et al., 2001 и DiGiacomo et al., 2004; Kharkov et al., 2004]. По мтДНК в литературе представлены только данные о 18 украинцах Магадана [Maliarchuk et al., 2001] и о 36 украинцах [Малярчук и др., 2002], часть из которых также собрана за пределами этнического ареала украинцев (Магадан). Таким образом, фрагментарные литературные данные не позволяют создать полноценное представление о генофонде украинцев по однородительским ДНК маркерам.

Между тем, генетическое изучение основных историко-этнографических групп украинцев является насущной и актуальной задачей современной науки.

/ax/d1/1/a1426/01.jpg Мы изучили частоты гаплогрупп Y хромосомы и мтДНК в четырех основных историко-этнографических регионах этнического ареала украинцев. Западные украинцы изучены в пределах Львовской и Ивано-Франковской областей; подольские – в Хмельницкой области; днепровские – в Черкасской области; восточные – в Белгородской области.

/ax/d1/1/a1426/02.jpg Численности обследованных популяций указаны в таблице.

Цель исследования - изучение генетического разнообразия украинцев по маркерам Y хромосомы и мтДНК, а также генетического сходства украинцев и их субэтнических групп с другими народами Западной Евразии.

ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ УКРАИНЦЕВ

Мы определили частоты гаплогрупп Y хромосомы и мтДНК и по ним оценили степень генетического сходства изученных популяций друг с другом. При сравнении четырех изученных популяций украинцев показано наибольшее взаимное генетическое сходство центральных украинцев – подольских и днепровских.

/ax/d1/1/a1426/03.jpg При этом, по маркерам Y хромосомы к центральным ближе восточные украинцы, а по мтДНК – западные. Своеобразие генофонда Y хромосомы западных украинцев на фоне других трех изученных популяций связано с пониженной, по сравнению с ними, частотой гаплогруппы R1a и повышенной – R1b. Своеобразие митохондриального генофонда восточных украинцев связано с повышенной у них частотой гаплогруппы HV и пониженной – гаплогрупп T и U4.

Итак, уже на внутриэтническом уровне наблюдаются некоторые различия в результатах, полученных с помощью разных маркеров (Y хромосомы и мтДНК). Поэтому, перед исследованием генетического сходства украинцев и других народов Европы, мы более основательно изучили различия разных типов генетических маркеров по характеру их разнообразия.

СРАВНЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ РАЗНООБРАЗИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ (Y хромосома, мтДНК, аутосомные генетические маркеры)

Выше было показано генетическое сходство подольских и днепровских украинцев по таким разным по характеру разнообразия генетическим системам как Y хромосома и мтДНК. Поэтому на данном этапе анализа мы объединили их в одну выборку – центральных украинцев.

Для сравнительного анализа с другими народами мы использовали материалы созданных нами баз данных о частотах гаплогрупп Y хромосомы (42 тыс. индивидов, 577 популяций) и мтДНК (88 тыс. индивидов, 1222 популяций) и о частотах аллелей пяти аутосомных маркеров (более 12000 индивидов, 48 популяций). Аутосомные генетические маркеры, по которым проводилось исследование – четыре Alu-инсерции ACE, APOA1, PV92, TPA25 и делеционный маркер CCR5.

Особенности разнообразия маркеров мы исследуем с применением двух способов количественной оценки генетических различий между популяциями: показателя генетического разнообразия GST и генетических расстояний DNEI [Nei, 1975].

Оценка генетического разнообразия на разных уровнях иерархии популяций.

Мы оценили различия между популяциями с помощью показателя межпопуляционной изменчивости GST. Оценка GST проведена трех уровнях иерархии популяций. Уровни отмечены на рисунке зелеными числами.

/ax/d1/1/a1426/04.jpg Первый уровень – оценка степени генетических различий между популяциями внутри отдельного этноса (т.е. оценка уровня генетического разнообразия этноса).

Второй уровень – оценка степени различий между этносами внутри языковой подгруппы – восточных славян (оценка генетического разнообразия восточных славян).

Третий уровень – оценка степени различий языковых подгрупп в составе славянской языковой группы (оценка генетического разнообразия славян).

/ax/d1/1/a1426/05.jpg На рисунке показаны соотношения уровня генетического разнообразия по трем типам маркеров. Выявляются следующие особенности сравниваемых типов генетических маркеров.

1) Оценки GST по Y хромосоме выше, чем по мтДНК и аутосомным маркерам.

2) Разрыв между оценкой GST по Y хромосоме и оценками по мтДНК/аутосомным маркерам при сравнении популяций одного народа мал (около 1.5 раз), а при сравнении языковых групп – максимален (25 раз).

По характеру разнообразия и его зависимости от уровня иерархии популяций, проявляется своеобразие маркеров Y хромосомы и сходство друг с другом маркеров мтДНК и аутосомных.

Ниже будет показано взаимное генетическое сходство украинцев, ярко проявляющееся по Y хромосоме. Однако (см. рисунок), это связано не с малым по абсолютному значению уровнем разнообразия Y хромосомы внутри этноса (GST = 1), а с его небольшой величиной по сравнению с различиями народов (межэтнической изменчивости) по маркерам Y хромосомы (GST = 7,5). Именно по разнообразию Y хромосомы наиболее хорошо различаются этносы.

Оценка связи генетического разнообразия и географии

Далее применяется другая мера генетического разнообразия – генетические расстояния DNEI, которые позволяют проверить, насколько связана генетическая изменчивость с географическими расстояниями и лингвистическими различиями между популяциями, то есть проверить, насколько важна роль географии и истории в формировании генофонда.

/ax/d1/1/a1426/06.jpg На рисунке отображена связь разнообразия генофонда с географическими расстояниями на уровне трех выборок одного этноса. Хотя коэффициенты ранговой корреляции и высоки, они не достоверны.

/ax/d1/1/a1426/07.jpg Для уровня восточных славян получена одна достоверная корреляция с географическими расстояниями – по маркерам Y хромосомы.

/ax/d1/1/a1426/08.jpg Для популяций Европы все корреляции достоверны, но лишь одна из них велика по значению: расстояния по маркерам Y хромосомы коррелируют с географическими с коэффициентом 0.7. Такая высокая связь генетических расстояний с географическими показана впервые.

Одновременно проявляется ещё одно сходство маркеров мтДНК и аутосомных – в одинаково невысокой корреляции с географией.

Оценка связи генетического разнообразия и языка

/ax/d1/1/a1426/09.jpg

На рисунке отображена связь генетического разнообразия с общей историей популяций, в той мере, в какой эта история отражена в лингвистических классификациях. В качестве оценки языковых различий использованы (по аналогии с расстояниями DNEI) отрицательные логарифмы показателей сходства языков, полученных коллективом под руководством член-корр. С.А. Старостина. С лингвистическими различиями высоко и достоверно коррелирует разнообразие Y хромосомы. Такая высокая корреляция – почти 0,7 –характерна для Европейского региона и показана впервые.

Что касается митохондриальных и аутосомных маркеров, то их разнообразие меньше связано с лингвистическим, в чем проявляется ещё одно из сходств этих двух типов маркеров.

/ax/d1/1/a1426/10.jpg Высокая связь разнообразия Y хромосомы с «географией» и «историей» - важная черта генофонда населения Европы.

мтДНК и аутосомные маркеры обнаруживают ряд сходств в характере генетического разнообразия в пределах Европы. Корреляция разнообразия между этими маркерами сравнительно высока и достоверна. Поэтому, хотя те аутосомные маркеры, которые мы обследовали у украинцев, недостаточно подробно изучены в Европе, сходство разнообразия мтДНК и аутосомных маркеров в Европе позволяет компенсировать временное отсутствие данных по изученной нами панели аутосомных маркеров анализом мтДНК, разнообразие которой хорошо изучено в Европе.

Таким образом, хотя однородительские маркеры (Y хромосома и мтДНК) представляют лишь ничтожную часть всего генома, их изучение, тем не менее, адекватно отражает основные аспекты генетического разнообразия украинцев и их положения на генетической карте Европы.

СРАВНЕНИЕ УКРАИНЦЕВ С ДРУГИМИ НАРОДАМИ ЕВРОПЫ ПО ОДНОРОДИТЕЛЬСКИМ МАРКЕРАМ

Маркеры Y хромосомы

В анализе используется генетическая информация о популяциях Европы из собранной нами базы литературных и архивных данных.

При сравнении генофонда украинцев и других народов использовалось несколько методов.

1. Выявление устойчивых кластеров генетически близких популяций (путем сопоставления кластеров на двух дендрограммах: построенных методом Уорда и методом средних связей).

/ax/d1/1/a1426/11.jpg

На рисунке отображены эти устойчивые кластеры. По результатам анализа, изученные украинские популяции по маркерам Y хромосомы принадлежат одному кластеру генетически близких популяций, а украинцы в целом принадлежат кластеру, включающему почти всех западных и восточных славян. В целом ярко выражена компактность кластеров, их непрерывность в географическом пространстве.

/ax/d1/1/a1426/12.jpg
2. Картографический анализ

На карте темно-синим цветом показаны области, население которых наиболее генетически близко к украинцам. Песочно-оранжевыми тонами показаны области, население которых наиболее отличается от украинцев.

На карте проявляется наибольшее генетическое сходство украинцев с белорусами, восточными поляками и юго-западными русскими (темно синяя область карты). Также проявляется сходство со всеми остальными западными и восточными славянами, за исключением северных русских и западных чехов.

Маркеры мтДНК

Для мтДНК применены аналогичные методы анализа. Для сравнения используется информация о частотах гаплогрупп мтДНК из собранной нами базы данных.

1. Выявление кластеров генетически сходных популяций. Некоторые кластеры на карте не занимают непрерывного пространства, и тогда входящие в них популяции соединены стрелками.

/ax/d1/1/a1426/13.jpg

Все украинские популяции по мтДНК оказываются в разных кластерах и проявляют генетическое сходство с разными окружающими народами.

/ax/d1/1/a1426/14.jpg
2. Картографический анализ

В отличие от результатов по частотам гаплогрупп Y хромосомы, здесь выявляется обширнейшая область, население которой генетически сходно с украинцами (синие и голубые тона) и которая охватывает практически всю Европу. Проявляется сходство с широчайшим кругом славяно-, балто-, германоязычных народов Европы, в меньшей степени – с финно- и романоязычными народами.

Полученные результаты позволяют выделить

ТРИ ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛОЖЕНИЯ ГЕНОФОНДА УКРАИНЦЕВ СРЕДИ ДРУГИХ НАРОДОВ ЕВРОПЫ

1. Значительное генетическое сходство украинцев с более северным населением (белорусами, западными русскими, поляками), которое наиболее четко проявляется в разнообразии Y хромосомы.

2. Сходство украинцев с более широким кругом славянских популяций: западными и восточными славянами (кроме северных русских и западных чехов), а также словенцами.

3. Генетическое сходство по маркерам мтДНК со многими популяциями европейского региона, в особенности – с славяно-, балто- и германоязычными народами.

Указанные особенности определяют генетическую структуру украинского генофонда, взаимное генетическое сходство изученных украинских популяций.

ИТОГИ:

1. Сравнительное изучение по маркерам Y хромосомы и мтДНК четырех основных субэтнических групп украинцев выявило различия между их генофондами.

2. По маркерам Y хромосомы украинцы более сходны друг с другом, чем с популяциями других народов. По маркерам мтДНК каждая украинская популяция сходна не только с другими изученными украинскими популяциями, но и с другими народами Европы.

3. Наиболее генетически своеобразны по маркерам Y хромосомы западные украинцы, а по мтДНК – восточные. Центральные популяции (подольская и днепровская) объединяются в единый кластер по обоим типам маркеров, что согласуется с данными антропологии.

4. Межпопуляционное разнообразие Y хромосомы одинаково высоко коррелирует (r=0.7) в Европе и с географическими, и с лингвистическими расстояниями. Связь изменчивости митохондриальных и аутосомных маркеров с лингвистическими и географическими расстояниями выражена значительно слабее (r=0.2-0.4).

5. Наибольшее генетическое сходство по маркерам Y хромосомы и мтДНК украинцы проявили с белорусами, юго-западными русскими и поляками. Менее выраженное генетическое сходство обнаружено с остальными славянскими народами Восточной и Центральной Европы. Сходство с южными славянами, балтскими и германскими народами проявляется только по маркерам мтДНК.

Лаборатория популяционной генетики ГУ МГНЦ РАМН
Genofond.ru
Комментарии: 0