Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Молекулярная генетика населения Монголии по данным полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ДНК ядерного и митохондриального геномов

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Молекулярная генетика населения Монголии по данным полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ДНК ядерного и митохондриального геномов"

к Ч

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт Общей Генетики иы. Н.И.Вавилова

На правах рукописи УДК 575:591

Самбуугийн Нямхишг

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА НАСЕЛЕНИЯ МОНГОЛИИ ПО ДАННЫМ ПОЛИМОРФИЗМА ДЛИН РЕСТРИКЦЙОННЫХ ФРАГМЕНТОВ ДНК ЯДЕРНОГО И МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНОМОВ

Специальность: 03.00.15 - Генетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в лаборатории генетики человека Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН

Научный консультант -доктор биологических наук, профессор Ю. Г. Рычков

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук Г. Д. Засухина член-корр. РАН, доктор биологических наук Л. К. Корочкин доктор биологических наук Б, М. Медников

Ведущая организация -

НИИ клинической генетики Медико-генетического научного центра РАМН.

Защита состоится " 1992 г. в " " часов

на заседании специализированного совета Д002.49.01 Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН (Москва, 117333, ул. Губкина, 3)

С диссертацией ложно ознакомиться в библиотеке Института общей генетики им. Н.И, Вавилова РАН

Автореферат разослан " а^-о-А^ 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат биологических наук

Полухина Г. Н.

' W ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

амуатность.проблеш. Еще в 1975'г. появилась известная кни-■ га М. Нея " Молекулярная генетика популяций и эволюция", в которой были разработаны теоретические основы новой кеждисциплинарной области науки на стыке молекулярной, популяционной и эволюционной генетики. Хотя вопросам молекулярной генетики популяций человека в этой книге и в последующих работах М. Нея (Nei, 1975; 1987) было отведено значительное место, прямые ответы на них отсутствуют до сих пор, поскольку до сих пор не проведены систематические исследования по молекулярной генетике не отдельно и произвольно выбранных популяций человека (такие работы многочисленны), а исторически н географически целостных популяциокшх систем - народонаселения стран и регионов мира.

Центральная Азия - один из таких регионов мира, трудно доступный для исследования, но важный в плане популяционной генетики человека. С этим регионом связано происхождение одной из трех больших рас Homo sapiens - монголоидной - и самого крупного из генофондов современного человечества. Именно этим в первую очередь определяется актуальность ыолекулярно-геяетаческого исследования центрально-азиатских популяций человека, которые в пределах Монголии образуют историко-географически целостную систему народо населения.

Избранным популяциокным объектом задавался и масштаб всего исследования: оно должно быть проведено в масштабе целой обширной страны, охватив все историко-географкческие группы населения во всех экологически различающихся областях расселения. Народонаселение Монголии среди многих народов мира отличается среди прочих особенностей еще и наибольшим сохранением естественной среды обитания,' высокой адгптированностыо не только физического типа, но также хозяйства и культуры народа к жизни в природных условиях Центральной Азии. Поэтому можно надеяться, что результаты молеку-лярно-генетического изучения этой популяционной системы будут иметь значение как эталонные для дальнейшей разработки иолекулярно-генетических аспектов биологии и экологии народонаселения, что нельзя не признать актуальным для самых разных народов мира с самыми разными системами хозяйства и культуры.

В настоящее время население Монголии довольно хорошо изучено по целому ряду иммуно-белксвых маркеров генов, обнаружив по ним

значительную однородность и поразительно малую генетическую дифференциацию во всем обширном пространстве страны (Батсуурь, 1986). Тем большее значение должно иметь изучение именно в этой популяции полиморфизма ДНК ядерного и митохондриального геномов, при котором, можно предполагать, обнаружится то скрытое разнообразие, которое недоступно распознаванию с помощью белковых маркеров генов,

Исследование молекулярной генетики целостной популяционной системы актуально для рассмотрения общих теоретических и, практических проблем популяционной генетики человека. Прежде всего, это вопрос о степени соответствия оценок генетического разнообразия популяции, получаемых при изучении полиморфизма на уровне белков и на уровне ДНК ядерного генома. В популяционнкх исследованиях данный вопрос пока исследован лишь в теоретическом плане: прогнозируется соответствие оценок нуклеотидного разнообразия при исследовании ыежпопуляционшх различий и минимум десятикратная недооценка этого разнообразия по данным о полиморфизме белков при исследовании внутрипопуляционных - индивидуальных - различий (Рыч-ков, БаланоЕСкая, 15Э0). Но лишь прямое и параллельное изучение белковых маркеров генов и ДНК-маркеров в народонаселении позволит определить разрешающую способность генетико-биохиыического и мо-лекулярно-генетического методов исследования популяций человека. Зто актуально для планирования дальнейших исследований генетики народонаселения и лежит в русле основных направлений развития генетики.

Другой теоретически важный аспект проблемы заключается в сравнительно-популяционном анализе последствий независимой эволюции ядерного и митохондриального геномов человека для двух фактически независимых генофондов, соответствующих этим геномам. В этом плане практически не проводились специальные исследования. В связи с этим, изучение полиморфизма ДНК в населении Монголии дает реальную возможность в пределах целой страны исследовать молеку-лярно-генетические механизмы развития и подаеркэнил общего генного разнообразия популяций человека как по ядершм, так и по мито-хондриальным генам.

Со времени известных работ (Brown, 1980; Cairn et al., 1983, Cann, Wilson, 1984; Johnson et al,,1984; Cann et'al., 1987), в которых были продемонстрированы возможности использования поли-

морфизма митохондриальной ДНК (мт-ДНК) для реконструкции проис-ховдения человека и поиска его прародины, этот полиморфизм привлекает особое внимание в разработке вопросов исторической генетики популяций человека. Включение полиморфизма митохондриальной ДНК в программу молекулярно-генетического изучения населения Монголии, можно надеяться, прольет свет на историю становления генофонда современного народонаселения Центральной Азии.

Ц§ль_и_зааачил Основная цель этой работы - получить молеку-лярно- генетическую характеристику-населения Монголии, основанную на данных о полиморфизме длин рестрикционннх фрагментов (ПДРФ) ДНК ядерного и мктохондриального геномов и на данных о географической дифференциации и нуклеотидном разнообразии двух генофондов, соответствующих этим независимым геномам.

В задачи исследования входило:

1. Изучить распределение частот аллелей по сайтам рестрикции: - Hindlll в локусе HBG-2, Avail в локусе НВВ, Mspl и Xbal в локусе АроВ, PstI в локусе D7S8, HincII в локусе LDLR и по иини-сателлитному'участку в локусе АТ-3 ядерного генома; - Avail в V области, Avail, BamHI, EcoRV, Haelll, Rsal, С1П31, Kpnl в D-пет-ле и частот специфических для монголоидов делеции и инсерции в V области и митотипов митохондриального генома. Кроме того, изучить в той же выборке распределение частот генов , определяемых через полиморфизм их белковых продуктов (Hp, Hi, Gc, Pi, Acp^ , GL01 , EsD, 6-PGD, PGM1 ), с тем чтобы обеспечить сравнимость новых данных с прежними, известными для Монголии (Батсуурь, 1985).

2. Основываясь на данных по молекулярной генетике монголов, провести сравнительно-генетический анализ и определить положение монгольского генофонда среди генофондов других, в различной степени родственных, популяций.

3. Провести сравнительный анализ разрешающей способности ПДРФ ядерной ДНК и полиморфизма белков в определении уровня меж-популяционных генетических различий, опровергнув или подтвердив существующий теоретический прогноз (Рычкоз, Балановская, 1990) относительно одинаковой эффективности этих двух методов исследования летопуляцисптого генетического разнообразия.

4. Изучить распределение ПДРФ ДНК и полиморфных белковых маркеров генов ядерного генома по территории"Монголии и определить уровень географической дифференциации генофонда ядерных генов.

5. Изучить распределение ПДРФ мт-ДНК и митотипов митохондри-ального генома по территории Монголии и оценить уровень географической дифференциации генофонда митохондриальных генов.

6. Провести сравнительный анализ межпопуляционного генного разнообразия ыитохондриального и ядерного генофондов, определив степень их соответствия как показатель равновесия в географической динамике общего генофонда монголов.

7. Провести сравнительный анализ внутрипопуляцаонного генного разнообразия монгольской популяции, выявляемого с использованием белковых маркеров генов и ПДРФ ДИК ядерного генома, на основе которого установить соотношение генного и нуклеотидного разнообразия монгольской популяции, тем самым опровергнув или подтвердив существующий теоретический прогноз (Рычков, Балановская, 1990) относительно минимум десятикратной недооценки числа нуклео-тидных замен в межаллельных различиях генов, выявляемых через полиморфизм белков.

8. Оценить внутрипопуляционное нуклеотиднов разнообразие монгольской популяции по данным ПДРФ ДНК и митотипов ыитохондриального генома.

9. Провести сравнительный анализ внутрипопуляционного генного разнообразия мстохондриального и ядерного генофондов.

10. Применить популяционные методы определения давления мутаций на эволюцию ыитохондриального генофонда и сравнить популя-ционную оценку скорости мутаций в мт-ДНК с оценками, полученными сравнительным анализом нуклеотидных последовательностей отдельных генов этого генома.

Научная_новизна_и_щ>актическая_цещос Впервые по

территории всей Монголии изучен ПДРФ ДНК ядерного и ыитохондриального геномов человека и дана интегральная молекулярно-генети-ческая характеристика положения монгольской популяции в мировом распределении частот генов.

Впервые в пределах исторически и географически целостной системы народонаселения обширной страны проведено параллельное изучение белкового полиморфизма и ПДРФ ДНК ядерного генома. Показано соответствие уровней географической дифференциации генофонда, оцениваемых по обеим системам маркеров ядерного генома.

Впервые в пределах целой страны изучено распределение ПДРФ ДНК и митотипов митохондриального генома.

Впервые в популяционной генетике человека проведен сравнительный анализ уровней географической дифференциации ядерного и митохондриального генофондов единой популяции. Показана близость уровней дифференциации двух генофондов монгольской популяции и установлено ее равновесное состояние во всем обширном пространстве Монголии.

Впервые с использованием популяционного подхода в митохондри-альном геноме человека определена скорость мутаций как фактора развития генофонда митохондриальных генов, оказавшаяся в хорошем согласии с оценками, полученными другими авторанн на основе анализа нуклеотидных последовательностей.

Впервые в пределах одной страны проведен сравнительный анализ индивидуального генного разнообразия, выявляемого белковыми маркерами и ПДРФ ДНК ядерного генома. Получена оценка нуклеотидного разнообразия в ядерной ДНК, приходящаяся на средний ген. Определено нуклеотидное разнообразие монгольской популяции по данным ПДРФ мт-ДНК и штотипов митохондриального генома.

Основные итоги диссертации могут быть использованы для изучения полиморфизма ДНК в популяционно-генетических исследованиях и для рассмотрения молекулярно-генетических механизмов дифференциации популяций человека. Примененные в работе ноше методы исследований и полученные результаты послужат основой для дальнейшего изучения генетики населения Монголии и других стран Азии.

Положения, _выносише_на_задиту.:.

1. В генетике народонаселения изучение полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ДНК как метод исследования генофонда в разной мере эффективен при анализе разных проблем: молекулярно-генетический подход к анализу генофонда высоко информативен при исследовании внутрипопуляционного генного разнообразия и, прежде всего, - индивидуальной гетерозиготности, поскольку с помощью ПДРФ ядерной ДНК, судя по нашим результатам, выявляется в среднем на ген в десять раз больше нуклеотидных замен, чем с помощью полиморфных белковых маркеров генов. Вместе с тем анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ДНК не имеет преимуществ перед анализом белков, если решается более типичная задача - определение генетических различий между популяциями.

2. Более высокий уровень нуклеотидного разнообразия генов митохондриального генома по сравнению с ядерным, связанный с

большей скоростью нутаций и/или с меньшим естественным отбором нуклеотидных замен, не обязательно ведет к большему ыежпопуляци-онному - географическому - разнообразию митохондриального генофонда по сравнении с ядерным генофондом той же популяционной системы. Уровни межгрупповой дифференциации обоих генофондов могут быть равными, если эффект повышения скорости мутаций митохондри-альных генов уравновешен сокращением эффективного числа генов в митохондриальном генофонде. Равенство уровней географической дифференциации обоих независимых генофондов, как это зафиксировано нашими данными, может служить принципиально новым признаком равновесного состояния популяции в окружающей среде,

3. Одинаковый уровень географической дифференциации при преобладании разных факторов в эволюции двух генофондов единой популяции позволяет использовать данные молекулярной генетики популяций для определения скорости мутаций в митохондриальном" геноме человека. С другой стороны, нарушение этого равенства может служить индикатором изменений в экологии населения. В этом отношении изученный нами центрально-азиатский генофонд может рассматриваться как эталонный и по предложенному критерию равновесия, и по уровню мутационного давления на оба независимых генома человека.

4. Уникальный для современности экологический тип номадов, характерный для народонаселения Монголии имеет отражение в генетической однородности населения по всей территории страны и в низком уровне географических различий при среднем или Быше среднего уровне гетерозиготности. Такое соотношение компонент генного разнообразия, свойственное генофондам населения современных индустриальных стран Запада и Востока, не является исторически новым, если учесть широкое распространение номадизма в древности, но достигнуто может быть, судя по нашим данным, при сохранении естественной среда обитания.

5. Данные молекулярной генетики проливают свет на историю становления генофонда народов Центральной Азии. При очевидной "монголоидности" этого генофонда в нем сохраняются отчетливые следа древних контактов предков современных монголов с европеоидами, которые, судя по палеоантропологическиы данным обитали в западных пределах Монголии на рубеже нашей эры и в еще более отдаленные эпохи. Ыитотипический состав митохондриального генофонда позволяет утверждать, что этническая дифференциация населения

Монголии происходила на основе генетически единой прапопуляции, имевшей лишь двух родоначальниц. Дальнейшее увеличение митотипи-ческого разнообразия с двух, и ныне преобладаниях, ыитотипов до сорока связано, по-видимому, не только с возможными мутациями, но и с миграцией митотипов при многочисленных контактах предков монголов с другими народами Евразии.

Апробация_работыг. Результаты исследования докладывались на научном общеинститутском семинаре "Общая и молекулярная генетика" и на межлабораторном семинаре "Генетика человека" ИОГен. им. Н.И. Вавилова РАН.

Объем_и_структура_работыд. Диссертация состоят из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы и приложении. Работа изложена на 172 страницах машинописного текста, включая 33 таблицы, 23 рисунка и 146 названий цитируемой литературы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Характеристика.материалов. Материал для работы - тотальную

ДНК - выделяли из образцов крови, которые были собраны в строгом соответствии с административно-территориальным делением Монголии. Аймак как основная единица административного деления территории Монголии был принят за единицу в популяционном исследовании (рис. 1). Нумерация аймаков на рис. I соответствует нумерации аймаков во всех таблицах и рисунках текста.

Все образцы крови были собраны в течение августа месяца 1988г. в г. Улан-Баторе от студентов, приехавших из всех аймаков Монголии. Поэтому рэндомизация выборки по территориальному и национальному составу произошла без нашего участия за счет выезда молодежи из аймаков на учебу в центр страны. Благодаря этому в выборке представлены не только все территориальные, но и этнические группы населения Монголии, причем последние, что особенно важно, в пропорциях, отражающих национальный состав страны (табл. I).

Средний размер тотальной выборки на локус составляет 550 человек (табл. 2). Это обеспечивало высоко достоверную общую генетическую характеристику населения Монголии. В целом в отношении всех изученных систем маркеров объемы выборки кз ргазных аймаков практически равновелики и составляют в среднем 30.4 ±.04 человек на ген на аймак. Доля лиц одновременно изученные по всем 30 маркерам генов составляет в среднем 60% выборки (табл. 2). Для срав-

"Гх3 3

и.о'Ь-^ ^ ,1 ЛЬ \ \

5 гг^^

Рис. I. Административно-территориальное деление Монголии

1. Убснурский 7. Восточный 13. Кобдоский

2. Дзабханский 8. Сухэбаторский 14. Баян-Улгийский

3. Хубсугульсхий 9. Восточногобийский 15. Архангайский

4. Булганский 10. Юакогобийский 16. Убурхангайский

5. Селенгийский II. Баянхонгорский 17. Среднегобийский

6. Хентийский 12. Гоби-Алтайский 18. Центральный.

Таблица I. Зтно-территоризльный состав исследуеаой выборки

населешш Монголии

Айыаки Объем Национальность

вы- халх казах дер- баяд бурят зах- дари- ЛРУ-

борки бет чин ганга гие

I.Убснурский 34 3 - 19 12 - - - -

2.Дзабханский 34 34

З.Хубсугульск.* 33 29 4

4.Булганский 32 32

5.Селенгийскнй 33 32 I

б.Хентийский 31 23 8

7.Восточный 33 17 12 4

8.Сухэбаторский 30 15 15

Э.В-гобийский* 31 31

Ю.Южиогобийск. 33 33

II.Баянхонгорск. 32 32

12.Гоби-Алт айск. 32 32

13.Кобдоский 33 12 2 2 7 10

I4.Баян-Улгийск. 33 - 33

15.Архангайский 32 32

Iб.Убурхактайск. 32 32

17.С-гобийский* 30 30

18.Центральный 32 32

Суммарно 580 451 35 21 12 21 7 15 18

77.8 6.0 3.6 2.1 3.5 1.2 2.6 3.1

По данным переписи 80.0 6.1 2.8 2.0 1.1 1.2 1.5 5.3

Примечание: *- Названия аймаков сокращены:

Восточногобийский, СреднегобийскпЗ.

Таблица 2. Общая чнслэнйая характеристика материалов по веем изучашшм ЛокуооМ (число чоловек)

Я Д В р И М Й Г e н о u

Hp If Бблковыа маркеры roiiOD Сс Pi ЛсР1 EeD CL01 6-iCD PGMj : ПДРФ ДНК : НЭЗ HBB ApoB D7S8 :Hindlil AvaH Xbal PstI LDLR AT3 Н1псП

580 580 580 Б04 576 576 575 576 577 : 513 518 449 498 505 505

I

570 570 544 ! 553 .. 553 550 55-1 557 555 555 : 303

Митохондриальный геи ом

V область ! D петля

Деле- Инсер- Avail : Avail BamHI Cir13I EcoRV НаеШ Kpnl Rsal иия пил !

Одновремето изученные по всем 30 маркерам генов

нительной молекулярно-генетической характеристики монголов привлечены данные по другим популяциям мира из 56 литературных источников .

Судя по этш.[ данным, наша выборка является наибольшей из до сих пор изученных на ПДРФ в мире по числу челоззк. По присутстЕпп одновременно маркеров ядерной и митохондриальпсЗ ДНК наша выборка не имеет аналогов.

Характеристика__методов^ Тотальную ДНК, ввделеннуп по (Маннз-

тис и др., 1984), использовали для изучения как ядерного так и митохондриального геномов. Изучали ПДРФ ДНК ео 6 ферментам в 5 локусах ядерного генома; по 7 ферментам в Б-петле и по I ферменту в V области ыитохондриального генома. Также изучали полиморфизм минисателлитного типа в локусе АТ-3 ядерного л делеционно-инсер-ционный полиморфизм в V области митохондриального геномов (табл. 3). В работе использовали метод полимеразпой цепной реакции (ПЦР).

Нуклеотидные последовательности праймеров для проведения ЩР по всем изученным участкам ядерной и митохощгриальной ДНК, креме Б петли, получены из литературных источников (табл. 3). Праймеры синтезированы в Центрах НТТМ "Фермент" (Ленинград), "Импульс" (Новосибирск). Термостабилышй фермент ДНК-попзыеразу, выделенный из ТЬелгсиэ theп¡юptlilus получали из НПК "Интеллект" (Ленинград), ТЬеттлив ааиаИсиз из НПО "Фермент" (Вильнюс).

ПЦР проводил:! по (Щварц и др., 1988) с ферментом ТЬег^из ^г^горПИиэ, по (Ба1к1 et а1., 1988) с ферянтсм ТЬегшз сщиа-ticl¡s. После первичной денатурации - 7 мин прз 95-97° С - проводили 30 циклов амплификации в следующем режиме: денатурация 92-94° С Г мин, отжиг 55-60° С I мин, синтез 70-72° С 2 мин. Для повышения эффективности амплификации для кзядой пары праймеров, часто для партии поставляемых праймеров и фетггентоз, эмпирически подбирали концентрации ионов Щ и температуру отжига.

Амплифицировашшй фрагмент ДНК использовала для изучения ПДРФ ДНК с помощью эвдонуклеаз рестрикции (1Ш0 "Фермент", Вильнюс). Для этого 10-25 мкл амплифицированной смеси инкубировали с фер-гонтом в течение 5-7 ч. Рестрикцию проводили по (Маниатис и др., 1СЭ-1}. Маркером фрагментов ДНК служила ДНК фага рВЙ322, гидроли-зоваккая но НаеШ. Злектрофорзграммы амплифкгарованных фрагментов до и посче рестгикши приведены на рис. 2 а 3.

Ркс 2. Электрофореграмыа амплифицированных проб ядерной ДНК в

агарозноы геле: а-2.5%, и Ь, с-4%. а- Пробы ДНК в локусе НВВ до рестрикции. Маркерами (f) фрагментов

служила ДНК плазииды pBR322, гидролизованная Haelll. Ь- Пробы ДНК в локусе НВВ до (1) и после рестрикции ферментом

Avail (2-4). Генотшха: -/- (2), -/+ (3) и +/+ (4). с- Пробы минисателПЕТНой ДНК в локусе АТ-3. Генотипы: В2В2 (1) -В1В2 (2) В1В1 (3).

12 3^45 1 2 3 4 5* 6 7

Рис., 3. Элакзрофорггрзнма аюлифацировашшх проб ыитохондриаль-ной ДНК в 32 атарознои геле. Маркерами (t) фрагментов слухила ДНК плазывды pBR322, гидролизованная Haelll. а- Пробы ДНК аиплифицированных участков D-петли (1,2) и V-области 13,4) до рестрикции. Специфическая для монголоидов деления длиной 9 пн. (4). Ь- Пробы ДЕК по D-петле до (4) и после рестрикции ферментами: EcoRY-X6274/+ {1): Нае1И-1Б517/+ (2), /- (3); RsaI-16203/- (б) ж RsaI-16156/- (7).

Таблица 3. Характеристика изученных локусов методом ПЦР и рестрикции

Ядерный геном Символ, название Длина пн. Полиморфный Источник

сайт

HBG, г -глобин 323 Hindlll Kulozik et al., 1988

НВВ, ß -глобин 139 Ava-Ii там же

АроВ, Аполипо-протеин В 480 Mspl Soria et al., 1989

АроВ, _ II _ 218 Xbal там же

D7S8 380 Pstl Horthrup et al., 1989

LDLR, Рецептор липо- 190 HincII beitersdori and

прот. низкой плот. Hobbs, 1988

АТ-3, Антитромбин-3 572, , 476 Wu et al., 1989

Питою Н Д р И а л ь н ы й геном

Название Длина пн. Полиморфный Источник

сайт

7 область 121 Делеция, Инсерция, Wrischnik et al.,

Avail 1987

D петля 465 Avail, BamHI, Cfr13I, Cann, Wilson, 1983

EcoRV,HaeIII,RsaI,KpnI (праймер выбран нами)

В исследуемой выборке, одновременно с ГЩРФ ДНК ядерного и ми-тохондриального геномов, с помощью стандартных методов электрофореза в полиакриламидном, крахмальном гелях (Peakok et al., 1965; Harris, Hopkinson, 1976; Kuhnl, Schwabenlan; 1977) и изоэлектро-фокусирования (Kuhnl, Spielman, 1978; Radola, 1980), изучены белковые маркеры генов: Hp, Ti, Gc, Pi, AcP,, EsD, GL01, 6-PGD и PGM, .

Обработка данных проводились с помощью стандартных методов гепетико-статистического анализа для ядерного генома (Ниль, Шелл, 1953; Ли, 1978; Hei, 1975; 1987; Edwards, Cavalli- Slorza, 1964; Cavalli-Siors.i, BocLner, 1971; Рычков, Ящук, 1980). Для ьштохонд-

риалыюго генома проводит оценки митотипического, нуклеотидного разнообразия и генетических расстояний по (№1, Ь1, 1979; Ке1, ТаЛта, 1981; Не!, 1987). Уровень географической дифференциации митохондриального генофонда населения Монголии, оценивался через - статистику С.Райта, по данным митотипов как эквивалентов генов полиаллельного локуса (УГМиал ег. а1., 1986; ЗгопеИпй et. а1., 1990).

ОБЩАЯ ЫОЛЕКУЛЯРНО-ГШЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАСЕЛЕНИЯ МОНГОЛИИ

Данные о полиморфизме ДНК среди населения Монголии и монголоидов Центральной Азяи вводятся в науку впервые, поэтому в первую очередь необходима оценка генетического положения монгольской популяции в сравнении с другими популяциями мира. Учитывая, что генетическая характеристика населения Монголии, основанная на результатах изучения тех хо самых белковых маркеров геноБ, что и в нашей программе, уха известна (Батсуурь, 1986; Батсуурь и др., 19Э1) и наши данные лишь подтверждают ее, в автореферате общая характеристика монгольской популяции представлена лишь по новым данным о ПДРФ ДНК ядерного и митохондриального геномов (Табл. 4 -5) и лишь суммарно, т.е. без данных о пространственной и этнической структуре населения страны.

Таблица 4. Распределение генотипов и частоты аллелей шести ДНК маркеров ядерных генов в населении Монголии

N Локус Объем Генотипы Частоты х2 ■

выборки + +- .- аллелей/+/ (й.1.=1)

1 .НВВ/АуаН/ 518 131 253 134 .497 + .016 0.28

2.НВС-2ЛШх1Ш/ 513 70 228 215 .359 + .015 0.59

З.Аро-В/Мзр1/ 104 104 - - 1.000 - -

4.Аро-В/ХЬа1/ 449 2 85 362 .099 ± .010 1 .63

5.В758/Рз1;1/ 498 320 161 17 .304 ± .013 0.35

6.1ЛЯД/Н1пс11/ 506 295 184 27 .765 + .013 0.06

В1 В1В2 В2 В1

7. АТ-3 505 203 240 62 .640 ± .015 0.48

Таблица 5. Данные о ПДРФ ДНК У-области и Э-петли

митохондриального генома в населении Монголии

Фермент Выборка Локализа- Поли- -Число Частота N ция сайта морфизм п % б

АтаН 544 8249 /+/ 7 1.29 0.12

553 16390 /-/ 15 2.71 ± 0.24

553 16503 /+/ 1 0.18 0.02

ВашН1 553 16390 /+/ 3 0.54 + 0.05

ЕсоГОГ 554 16274 /+/ 42. 7.58 0.63

НаеШ 557 16254 /+/ 1 0.18 ± 0.02

557 16398 /+/ 13 2.33 + 0.20

557 16517 /-/ 240 43.09 + 2.20

Т^а! 555 16156 /-/ 3 0.54 + 0.05

555 16208 /-/ 7 1.26 + 0.11

555 16303 /-/ 57 10.27 + 0.83

«Г131 550 16390 /-/ 15 2.73 ± 0.24

550 16516 /-/ 235 42.73 ±2.23 Крп! 555 16129 /-/ 93 16.76 ± 1.26

Делеция 570 7 область /+/ 46 8.07 ± 0.65 Инсерция 570 V область /+/ 5 0.88+0.08

Примечание: пунктирными линиями отделены сайты, по которым впервые проведен популяционный анализ.

Таблица 6. Делеиионно-инсерцнонный полиморфизм в V области митохсндрнальной ДНК человека в монголоидных популяциях мира

Мон- Китай Южная Япония Юго-Восточ-голия Корея Айны Японцы ная Азия

Делеция Инсерция

8.1 0.9

22.5

18.0 2.9

При столь общем взгляде на генетический состав популяции, ее особенности легче уяснить из сравнения с другими группами народонаселения мира (Табл. 6-7). Из такого сравнения можно сделать ряд выводов относительно главных особенностей генофонда населения Центральной Азии:

1. Этот генофонд обладает выраженными признаками "монголоид-ности" по -■■екам НВС-2/Н1пйШ (+), НВВ/Ауа-И (+), АроВ/ХЬа!(+) и Мзр1 ( +), С758/Рб'11(+) ядерного генома и по полиморфным сайтам Ауа11/8249, 16390, 16503; ЕсоК7/16274; НаеШ/16254, 16398, 16517 и КБа1/16208, 16303 ыитохондриального генома.

2. Судя по даншм о специфичном для монголоидов делеционно-инсерционном полиморфизме в V области мт-ДНК, изучаемый генофонд принадлежит северной, то-есть континентальной, ветви монголоидных популяций и отчетливо отличается низкими частотами делзции и ин-,серции от генофонда популяций ю:;шой - тихоокеанской - ветви.

3.. Обладая виражеюшда монголоидными чертами, монгольский генофонд по некоторым проявлагшям ДНК-полиморфизма - НВВ/АуаП, АроВ/ХЬа1 ядерного гецома и ВатН1/16390 митохондриального генома - обнаруживает, хотя и в малой степени, присутствие генов европеоидного происхождения, что подтверждается также проведенным ранее (Батсуурь, 1986) и повторенным наш анализом белковых маркеров генов (Батсуурь и др. 1991).

4. Судя по значениям критерия %2 (Таб. 4), в монгольской попуции, рассматриваемой в целом, без подразделения по аймакам, имеет место равновесие Харди-Вайнберга, что достаточно необычно для населения целой страны и предварительно указывает на высокую генетическую однородность всех слагающих популяций при значительной их полиморфности по большинству изученных генов.

5. Из 225-ти возможных митотипоб, образуемых 15-ю анализируемыми полиморфными сайтами рестрикции в 3- петле и делеционно-инсерционным полиморфизмом в V области мт-ДНК, в монгольском генофонде обнаружено лишь 40 митотипов, причем подавляющее большинство их (32) редкие, среда которых 15 уникальны, т.е. встречены лишь в единственном числе каждый. Только два митотипа широко распространены в населении по всей территории Монголии с частотой >25% каадый (Табл. 8). Митотипическое древо монголов оказывается двуствольным и имеет шесть крупных ветЕей (Рис. 3). Исторический анализ этого древа может быть темой особого

Таблица 7. Частоты сайтов рестрикции (%) в шести локусах ядерного, V области и Р петле митохондриального геномов в разных популяциях мира

Ядерный геном

Популяции

Аллель

Мои- Япония Ю-В. Европа США Индия Негры Банту Буш-голия Азия США мены

HBG-2

HlndIII/+ 35. ,9 37.0 25. ,0 52.2 - 30, .0 41.0 43.0 68, .0

НВВ

AvaII/+ 49. 7 33.0 43. .0 81.9 - 78. ,0 96.0 93.3 76. ,0

АрО— о líspl/+ 100 .0 — - 87.0 95.1 _ — - -

Аро-В

XDaI/+ 9 .9 4.6 — 48.9 — — — —

D7S8

Pstl/+ 80, .4 — - 74.2 62.0 - - - -

LDIR

Н1ПС11/+ 76, .5 - - 75.6 45.0 - - — —

AT-3/BI 64, .0 _ _ 80.0 _ _ _

й1тохондриальнкй геном

Популяция Аллель Ь:он- Япогшя Ю-В. Новая Авст- Африка Европа голия Азия Гвинея ралия

AvaII-8249/+ 1 .3 2.3 0.7 3.9 0.0 14.3 8.0

-16390/- 2.7 3.4 2.4 0.0 4.8 37.9 6.7

-16503/+ 0.2 0.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

BanflI-16390/+ 0.5 0.0 0.0 - - 0.0 2.6

EcoRV-16274/+ 7.6 5.0 - - - - 0.0

HaeIII-16254/+ 0.2 1 .7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

-16398/+ 2.3 0.9 5.9 0.0 0.0 10.0 6.5

-16517/- 43.3 44.0 41 .2 53.9 42.9 20.0 32.6

RsaI-16156/- 0.5 - 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

-16208/- 1 .3 0.9 11 .8 0.0 4.8 0.0 0.0

-16303/- 10.3 - 11 .7 7.7 9.5 10.0 2.2

Рис, 4. Митотипическое древо населения Монголии пунктирными линиями обведены ветви

исследования, однако уже сейчас можно говорить о том, что реализованное митотипическое разнообразие монголов представляет лишь малую часть потенциального.

Таблица 8. Митотипы митохондриальной ДНК в населении Монголии

N Характеристика митотипов N

abcdeíghijklmno

1. - + -- -- - + + + + + + -- 146 26.9

2. - + -- -- -- + + + - + -- 139 25.7

3. - + -- -- - + + + + + -- - 48 8.9

4. - + — - -- - + + + - + + -- 37 6.8

5. - + -- + -- - + + + + + -- 35 6.5

6. - + -- -- - + + + + + + + - 27 5.0

7. - + -- -- -- + + + + -- - 24 4.4 8-40. Редкие-и единичные митотипы 86 15.8

Суммарно 542 100.0 Порядок сайтов в митотипах:

a- AvaII/8249 e-EcoRV/16274 i-RsaI/16156 m-KpnI/16129

b- Aval1/16390 I-Haelil/16254 J-RsaI/16208 п-Делеция

с- AvaII/16503 g-НаеШ/16398 k-RsaI/16303 о-Инсерция

d- ВалШ/1 6390 h-Hael!I/165I7 l-Clr13I/16516

ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ НАСЕЛЕНИЯ МОНГОЛИИ ПО ДАННЫМ О ПОЛИМОРФНЫХ МАРКЕРАХ ЯДЕРНОГО И МЙТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНОМОВ

Переходя к собственно монгольскому уровню исследования, а именно к изучению генетического разнообразия как между так и внутри 18 географических групп населения Монголии, отметим, что в данном разделе автореферата объединены результаты двух -17 и V -глав диссертационной работы. Географическое распределение частот полиморфных маркеров ядерных и митохондриальных генов в населении Монголии представлено нз рис. 5-7. Оценки гетерогенности 18 аймаков, уровней меж- и внутрипопуляционного генного и нуклеотидно-го разнообразия монгольской популяции, полученные по данным полиморфных маркеров обоих геномов приведены в табл. 9-12.

Рис. 5. Полигоны распределения частот ядерных и нитохокдрнальных гонов по 18 аймакам

1, .НР1 б.п"2

2 .ас2 ' 7.Р1МЗ

3, .Т1с 8.АсРа.

4, ^БсМ Э.ЕэО2

5, ;Р1ш ю.гал2.

1+

1

Примечание: частоты

11.б-РСБс

тг.рсм^

13.НВС/Н1псШГ

14.НВВ/Ата11+

15.АроВ/ХЬа1+

1 в центре крута

16.Б758/РЕ+.1" 17.1БЬРУН1пс11~ 18.АТ-3/В2 19-28.Митотшш 1-10

, = О по периметру

Прежде всего на основе представленных данных оценим своеобразие географической дифференциации генофонда монголов:

I. Монгольская популяция проявляет значительную генетическую однородность во всем обширном пространстве страны (рис. 5, табл. 9). Уровень межпопуляционного генетического разнообразия монгольской популяции крайне мал и составляет в среднем по данным двух геномов - С5Т(%) =1.31 ± 0.07 (табл. 10), что подтверждает ранее показанную по оценкам ряда иммуно-биохимических маркероз генов малую генетическую дифференциацию населения Монголии -Р2„(%) =1,71 ± 0.25 (Батсуурь, 1986). При этом данные молекулярной генетики монгольской популяции указывают на ее еще более слабую пространственную дифференциацию.

Таблица 9. Проверка однородности 18 географических групп по данным ядерных и митохондриальных генов

Ядерные гены Митохондриальные гены

Название х Название х2 Митотип *2 о Митотип X

аллелей аллелей

нр1 22.02 ЕББ2 4 .82 1 24 .87 12 13.68

Сс2 19.71 КО1 16 .67 2 22 .22 13 13.56

Т1ВсМ 28.31*4 РСМ2, 21 .31 3 24 .66 14 14.31

Т1Во1 15.00 6-РООс 25 .59 4 19 .80 15 14.28

тхс 24.92 нвс/ншаш+ 15 .22 5 17 09 16 23.42

ММ1 8.17 НВВ/АтаГГ1" 15 .93 6 II 68 17 15.59

р1М2 9.03 АроВ/ХЬа1+ 23 .03 7 3 63 18 15.05

Р1ыз 17.78 В728/РБ'1+ 8 .96 8 17 83 19 15.47

АсРа.| 7.32 ШД/Н1псП+ 15 .98 9 19 67 20 15.10

АСРЬ1 8.29 АТ-3/В1 12 .89 10 15 71 21-40***15.43

АсРс, 14.50 11 13 14

Примечание * - <1.Г.=17. х2=27.59 при Р=.05, ** - .05<Р<.02, .- средние по данным митотипам

Рис. 6.Географическое распределение частот 1-ого митотипа в населении Монголии

Рис. 7. Географическое распределение частот 2-ого митотипа в населении Монголии

частоты митотипов выше средней по Монголии

2. Слабая географическая дифференциация генофонда монголов является следствием скотоводческого хозяйственно-культурного уклада жизни народов Центральной Азии.

3. Географическое распределение частот двух распространенных в генофонде монголов митотипов обнаруживает преобладание 1-ого из них в северо-северовосточной, а 2-ого в юго-югозападной части Монголии (рис. 6,7).

4. Наибольшая распространенность двух митотипов и географическое распределение их частот указывают на возникновение монголов от .двух родоначальниц.

5. На древность существования двух основных митотипов указывает обнаружение зтих митотипов среди тюркоязычных казахов Монголии (рис. 5,7). По-видимому, истоки этих двух митотипов уходят в прошлое еще глубже времени выделения тюркских и монгольских языков из алтайской языковой семьи.

Таблица 10. Уровень генетической дифференциации монгольской популяции

Ядерный гепси Митохсндриалькый генсм

Средняя по 15 лскусам Средняя по 20 митотипам

Сзт (%) = 1.26 ± 0.16 Р3гг, (%)-■= 1 .25 ± 0.08

(аналог ?£ГП;

Общая средняя С™, (%) =1.31 ± 0.07

Сравнительный анализ данных о межпопуляционном, внутрипо-пуляционном генном и нуклеотидном разнообразии монгольской популяции (табл.10-12), полученные отдельно по двум качественно разным - белковым и ДНК - маркерам ядерных генов и по двум независимо эволюционирующим - ядерному и митохондриальноиу - геномам, позволяют сделать ряд выводов:

I. Уровни межгруппового генного разнообразия монгольской популяции, рассчитанные отдельно по данным о распределении белковых маркеров генов и ПДРФ ДНК ядерного генома оказались практически равными (табл.11). Тем самым, полученные данные показывают, одинаковую эффективность изучения полиморфизма ДНК и полиморфизма белков в оценке генетических различий между популяциями.

2. Достоверно высокие уровни внутрипопуляционного и индивидуального генного разнообразия и десятикратное превышение нуклео-тидного разнообразие на ген, выявленные по данным ЦДРФ ядерной ДНК по сравнению с белковым маркерами генов показывают высокую эффективность молекулярного подхода для анализа данных генетических характеристик в популяционных исследованиях (табл.11).

Таблица II. Генетическое разнообразие населения Монголии по

двум системам полиморфных маркеров ядерного генома

Генетический параметр

Символ Белковые

маркеры генов

ПДРФ ДНК

Межпопуляционное генное разнообразие Внутрипопуляционное генное разнообразие

Индивидуальное генное разнообразие

Тотальное нуклео- %'{%) 0.027 ± 0.005 тидное разнообразие

GST(%) 1.46 ± 0.22 Hg 0.288 ± 0.005 h 0.290 ±0.003

1.27 ± 0.24 0.374 ± 0.005 0.385 ± 0.003 0.251 ± 0.090

3. Прямое и параллельное изучение белкового и ДНК полиморфизма ядерного генома человека в историко-географически целостной популяционной системе подтверждает существующий теоретический прогноз относительно одинаковой эффективности этих двух подходов в исследовании межпопуляциокного генетического разнообразия и минимум десятикратной недооценки числа нуклеотидных замен в мекаллельных различиях генов, выявляемых через полиморфизм белков (Рычков, Балановская, 1990).

4. Судя по нашим данным, в одной и той же популяции, при более высоком уровне нуклеотидного разнообразия митохондриального гено- ма по сравнению с ядерным, уровни межпопуляционного разнообразия этих двух генофондов могут быть равными (табл. 10, 12).

Таблица 12. Тотальное нуклеотидное разнообразие монгольской популяции по данным полиморфизма ДНК двух геномов

Ядерный геном По данным ПДРФ ядерной ДНК %'{%)= .25 ± .09 на фрагмент ДНК. Длина в среднем - 220 пн.

Митохондриальный геном По данным митотипов % (%)= .28 ± .01 на сайт. Длина 15 сайтов - 78 пн.

5. Равенство уровней географической дифференциации двух генофондов позволило популяционным методом определить скорость мутаций в митохондриальном геноме человека (табл.13). Как было показано ранее, давление отбора S можно оценивать через Fsjnucl, если имеются независимые оценки эффективного размера популяции Ng и скорости миграции Мщ^ (Рычков, Шереметьева, 1976; Rychkov, Sheremetyeva, 1979). Полученная таким образом средняя по 15 локусам величина S монгольской популяции достоверно не отличается от нуля S(%)=.0034 + .0082. Эффективный размер-монгольской популяции приняли в пределах 1/3 ^ Ne ^ 1/4 от гармонической средней численности населения по аймакам (National Economy ol the MPR ior 70 years, 1991) с учетом известных долей Ng/Nt для популяций Северной Азии и Горного Алтая (Шереметьева, Рычков, 1978; Лузина, 19Э7). При патрилокальной системе браков, доминирующей в Монголии и в большинстве других стран мира, скорость миграции генов ядерного генофонда оказывается примерно в 2 раза меньше, чем митохондриального генофонда (табл. 13). Таким образом, приняв темп нарождения поколения за 25 лет, размер мт-ДНК 16569 пн. (Anderson et. al., 1981) и ЦпиС1<Ю (Brom, 1979; Wallace et al., 1987) рассчитана величина скорости мутаций в мт-ДНК

a _q

человека на нуклеотид на год 6-10 ^ p.mt <8'10 , что хороио согласуется с оценкой 7-10 , полученной другими авторами на основе анализа нуклеотидных последовательностей мт-ДНК (Nei, 1985, 1987).

Таблица 13. Популяционный метод оценки скорости мутаций в митохондриальном геноме .человека

Название Генофонд

параметра ядерный : штохондриальный

(шс!) : (пгё)

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

Равновесное

значение Гзт Рзт=[4Ие(ц + М + Б)+1 Г1 : Рзт=[Ые(ц +М)Г1

Среднее на локус - :

давление отбора Б 0 :

Уровень мпис1=(п9+пч,)/7*е : "пЛ = п/(1/2Ме)

миграции генов " Чп^/2

Теоретическая оценка скорости цП)г= 4 2 Мпис1

мутаций в мт-ДНК человека

РАСЧЕТ

Наблюдаемое :

значение или .0136 : .0125

Среднее на локус :

давление отбора Б(%}=.0034 ± .0082*0 :

Эффективный размер 11е 18450 < Не <24600

генофонда (демографическая оценка)

Скорость миграции .73 .Ю-3^ г,1пис1 ^ -98"10_3:

Оценка ц^ 1.47-Ю_3/0.6-25-16569 < ^ < 1.96-Х0~3/0.6-25-16569 куклеотид/год _ 6-Ю"9 ¡5 ^ < 8-Ю-9

6. Равенство уровней географической дифференциации независимо эволюционирующих двух генофондов является ковш критерием равновесного состояния популяции в окружащей среде Эта равновесность, по-видимому, может быть достигнута, если эффект повышения скорости мутаций митохондриальных генов компенсирован сокращением эффективного числа генов в митохондриальном генофонде (табл. 13).

Поскольку популяционный подход к определению скорости мутаций в митохондриальном геноме человека предполагает равновесное состояние популяции в окружащей среде, нарушение этого состояния может являться индикатором нарушения экологического равновесия популяции и изменения соотношения скоростей мутаций в ядерном и ми-тохондриальном геномах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование ПДРЗ ДНК' ядерного и митохондриального геномов монгольской ' популяции, полностью охватывающее ее этнотерритори-альный состав, позволило с новой стороны оценить генофонд народонаселения Монголии и представить его интегральную молекулярно-ге-нетическую характеристику в масштабе мирового распределения частот изученных ядерных и митохондриальных генов. Впервые в нашей работе у представителей монголоидной расы определены частоты аллелей по сайтам рестрикции: Mspl в локусе АроВ, PstI в локусе D7S8, HlncII в локусе IDLR и по минисателлитному участку в локусе АТ-3 ядерного генома.

Изучение молекулярной генетики проливают СЕет на происхождение современных популяций. Данные о двух основных митотипах в монгольском генофонде указывают на возникновение монголов от двух ... родоначальниц. Сравнение митотипического состава монголов собственно с казахами Монголии указывают на древность существования этих двух митотилов - не меньше нескольких тысячелетий. Вопрос распространенности этих двух митотипов в других расовых группах человека, т.е. до времени разделения человечества на расы, естественно возникает по итогам нашей работы, но он может быть решен лишь при расширении исследований за пределами Монголии.

Географическое распределение частот генов ядерного и митоти-

пов штохондриального геномов обнаруживает генетическую однородность монгольской популяции во всем обширном пространстве страны. Низкий уровень географической дифференциации генофонда сопряжен у монголов с высоким уровнем гетерозиготности. Такое соотношение компонент генного разнообразия свойственно генофондам населения индустриальных стран Запада и Востока, тогда как в Монголии оно является следствием ныне уникального скотоводческого хозяйственно-культурного уклада жизни народонаселения Центральной Азии.

Своеобразность генетической структуры монгольской популяции нашла отражение и в практически одинаковых уровнях межгруппового разнообразия ядерного и штохондриального генофондов монголов, что служит принципиально новым признаком равновесного состояния популяции в окружащей среде.

Разработан популяционный подход к определению скорости мутаций в митохондриальном геноме на основе равенства уровней пространственной дифференциации двух генофондов единой популяционной системы. Если данный подход найдет применение в дальнейшем в популяционных исследованиях, то изученный нами центрально-азиатский генофонд может рассматриваться как эталонный, и по предложенному критерию равновесия, и по уровню мутационного давления на оба независимых генома человека.

Одновременное изучение качественно различных систем полиморфных маркеров - белковых и ВДРФ ядерной ДНК - в пределах истори-ко-географически целостной популяционной системы объективно показывает высокую разрешающую способность молекулярного подхода в изучении индивидуального и внутрипопуляционного генного и нуклео-тидного разнообразия генофондов. Однако в оценке генетических различий между популяциями изучение полиморфизма ДНК не имеет преимущество перед изучением полиморфизма белков.

ВЫВОДЫ

I. Полиморфизм длин рестрикционных фрагментов (ЦДРФ) ДНК в шести локусах ядерного (7 сайтов рестрикции) и в V области и D-петле штохондриального (15 сайтов рестрикции) геномов, а также полиморфизм белковых продуктов генов девяти локусов изучен в монгольской популяции на выборке (N « 550), полностью отражающей структуру народонаселения Монголии в отношении этнического состава ( 8 этнических групп в их существующем численном соотношении)

и географического распределения (все 18 аймаков). Тем самым обеспечена представительная молекулярно-генетическая характеристика народонаселения Монголии.

2. Общая молекулярно-генетическая характеристика монголов, основанная на данных о ПДРФ ДНК ядерного и митохондриального геномов, в целом сближает их с другими монголоидными популяциями. Вместе с тем монголов как более северную популяцию отличают низкие частоты специфичных для южных монголоидов делеции и пнсерцни в V области митохондриального генома и сдвиг в европеоидную сторону по частотам аллелей сайтов рестрикции: Avail в локусе НВВ, Xbal в локусе АроВ ядерного и ВалШ в D-петле митохондриального геномов. Впервые у представителей монголоидной расы определены частоты аллелей по сайтам рестрикции: Mspl в локусе, Pstl в локусе D7S8, Hincll в локусе IDLR и по минисателлитному участку АТ-3 ядерного генома.

3. Анализ географического распределения частот генов ядерного генома и митотипов митохондриального генома показал однородность монгольской популяции по всей территории страны и низкий уровень ее пространственной генетической дифференциации, оцениваемый величиной GST=.0131 ± .0007, Слабая географическая дифференциация генофонда может рассматриваться как следствие пастушеско-ското-водческого уклада хозяйства и культуры как ключевых элементов экологии человека в Центральной Азии.

4. Оценки GST, полученные на 13 аймаках Монголии отдельно по белковым маркерам генов (GST=.0146 ± .0022) и рестрикционным фрагментам ДНК ядерного генома (GST=.0127 ± .0024) ядерного генома оказались практически равными, подтвердив прямым путем теоретически предсказываемую одинаковую информативность обоих методов изучения полиморфных генов при выявлении различий между популяциями.

5. В отличие от меклопуляционного разнообразия генофонда, его внутрипопуляционкое разнообразие не только не снижено,- но оказывается средним или даже несколько выше среднего в сравнении с генофондами других народов мира. Одновременным изучением этого генофонда с помощью системы полиморфных белкоиых маркеров генов и ПДРФ ядерной ДНК установлено, что улавливаемому через полиморфизм белкоз различию между парой аллелей соответствует различие не по единичному нуклеотиду, а в среднем по десяти нуклеотидам.

6. Оценка внутрипопуляционного нуклеотидного разнообразия монгольского генофонда, основанная на данных митохондриального генома оказалась в 3 раза выше, чем таковая, полученная по данным ПДРФ ДНК ядерного генома.

7. При трехкратных различиях во внутрипопуляционном нуклео-тидном разнообразь, межпопуляционное разнообразие ядерного (GgT=.0136 ± .0016) и митохондриального (FST= .0125 ± .0008) генофондов монгольской популяции не только мало, но и практически одинаково. Одинаковость уровней межпопуляционной дифференциации двух независимо эволюционирующих - ядерной и митохондриальной -частей генофонда может рассматриваться как проявление генетически равновесного состояния популяции в окружающей среде и служить новым критерием этого равновесия. Сравнительный анализ двух генофондов позволил найти условие такого равновесия.

8. В предположении равновесного состояния ядерной и митохондриальной частей монгольского генофонда определена скорость

-9 -Q

мутаций в митохондриальном геноме 6-10 < ц ^ 8-10

нуклеотид/год. Полученная популяционным методом оценка скорости

мутаций в митохондриальном геноме полностью согласуется с

оценками других авторов, основанными на анализе нуклеотидных

последовательностей ыт-ДНК.

9. Митотипический состав монгольского генофонда крайне своеобразен: из сорока выявленных митотипов большинство редки, уникальны и лишь два распространены с одинаково большой частотой, составляющей в сумме >50 %, причем один из них преимущественно в сеЕеро-северовосточной, а второй - в юго-югозападной половине страны. Такое распределение митотипов позволяет с достаточной уверенностью реконструировать происхождение современного монгольского генофонда фактически от двух родоначальниц.

10. Сравнение тюркоязычных казахов Монголии с монголами собственно, оказавшееся возможным по нашим материалам, показало, что истоки двух основных в монгольском генофонде митотипов уходят в древность глубже времени выделения тюркских и монгольских языков из алтайской языковой семьи, то-есть более, чем на несколько тысячелетий назад.

Материалы диссертации опубликованы в работах:

I. Батсуурь 2., Самбуугийн Н., Шнейдер Ю.В. и др. Генетическая структура монголов по данным о генах локусов ABO, MN, Rh, Нр, Gc, TI, С'З, ChE, GLO , EsD, PGM , АСР , б—PGD//Генетика. 1991. Т.27. К 2. С.316-325.

2. Самбуугийн Н., Петрищев В.Н., Рычков Ю.Г. Изучение полиморфизма ДНК в населении Монголии. Анализ ПДРФ ДНК в 7 локусах ядерного генома//Генетика. 1991. Т. 27. ü 12. C.2I37-2I42.

3. Самбуугийн Н., Петрищев В.Н., Рычков Ю.Г. Изучение полиморфизма ДНК в населении Монголии. Анализ ПДРФ иитохондриальной ДНК//Генетика. 1991. Т.27. * 12. C.2I43-2I5I.

4. Петршцев В.Н., Самбуугийн Н., Жукова О.В., Рычков Ю.Г. Изучение полиморфизма ДНК в русском населении. Анализ ПДРФ ДНК в семи локусах ядерного генома//Генетика. 1992. Т.28. й 5.

5. Самбуутайн Н., Рычков Ю.Г., Петрищев В.Н., Шнейдер Ю.В. Генетическая дифференциация населения Монголии. Сравнительный анализ географического распределения биохимических маркеров генов П ПДРФ ядерной ДНК//Генетика. 1992. Т.28. J6 9.

6. Самбуугийн Н., Рычков Ю.Г., Петрищев В.Н. Генетическая дифференциация населения Монголии. Географическое распределение ПДРФ и митотипов иитохондриальной ДНК в населении Монголии и популяционная оценка скорости мутаций в митохондриальном геноме// Генетика. 1992. Т.28. № 9.