Взаимосвязь малой народности нагайбаков с некоторыми мировыми популяциями в дендрограмме генов системы HLA II класса

Впервые приведен анализ распределения генов HLA II класса в популяции нагайбаков. Представлен­ная работа является фрагментом научного исследования «Генетический полиморфизм популяций Че­лябинской области», поддержанного Министерством образования и науки РФ в 2011-2012 гг. Показа­но, что исследование иммуногенетики редких и малочисленных этнических групп, в частности нагай-баков, значимо для дальнейшего изучения таких научных направлений, как «HLA и болезни», «Этно-геномика», «Экологическая генетика», «Фармакогенетика», «HLA и репродукция» и для решения практических вопросов трансплантологии. 

Введение

Исследование посвящено изучению HLA разнообразия малой народности нагайбаков, прожи­вающих в Челябинской области.

Нагайбаки являются тюркской этнической группой, близкой татарам-кряшенам, проживающей главным образом в Нагайбакском районе Челябинской области. По данным переписи населения РФ, в 2002 г. в Челябинской области их численность была около 9000 человек, а уже в 2012 г. — около 7000 человек, что составляет 91 % от всех нагайбаков.

Существует несколько теорий возникновения нагайбаков как отдельной народности, наиболь­шее количество авторов придерживается трех из них. Первая — что они являются потомками основ­ного населения Ногайской Орды [1]. Другая версия говорит, что нагайбаки произошли от «арских татар», в число которых влилось несколько сот ногайских воинов — охранников Сеюмбеки — жены Казанского хана Жангарея [2]. Третья теория определяет нагайбаков как татаризированных потомков финно-угорских народов.

Популяция нагайбаков с точки зрения генетической структуры исследуется впервые и является уникальным материалом для популяционных исследований, как генетически молодая и относительно географически изолированная популяция.

Этногенез популяций в мировой литературе в основном оценивается характером изменчивости мтДНК и Y-хромосомы, в результате чего определяется доля участия той или иной группы народов в происхождении популяции. Однако это направление исследований отражает односторонний подход (либо материнская, либо отцовская линия) к вопросам формирования популяций и закрепления в них тех или иных предковых генов.

Гены системы HLA способны выступать в качестве свидетелей влияния на развитие популяции как отцовской, так и материнской линий, формируют общую картину происхождения, и, более того, в них «закопана» информация о предковых миграциях, геногеографии и эволюции селекции устойчи­вости к инфекционным заболеваниям различных популяций. В настоящее время данные гены актив­но используются для характеристики многих мировых популяций и выявления родственных связей между ними. Накопленные результаты исследований позволяют на основе генов системы HLA попу­ляции делать предположения о происхождении той или иной этнической группы.

Цель работы — установить взаимосвязь малой народности нагайбаков, проживающих в Челя­бинской области, с некоторыми мировыми популяциями в дендрограмме генов HLA II класса и рас­считать генетические дистанции между ними.

Задачи — изучить особенности распределения генов и гаплотипов системы HLA II класса в по­пуляции нагайбаков, определить положение малого народа нагайбаков в дендрограмме генов HLA II класса некоторых мировых популяций. 

Материалы и методы

Впервые проведено генотипирование HLA II класса 112 неродственных индивидуумов, прожи­вающих в Нагайбакском районе Челябинской области, относящих себя к малой народности — нагай-бакам и знающих родной язык. Все они являются кадровыми донорами ОГУП «ЧОСПК».

Принадлежность к этнической группе определялась по данным генеалогического анамнеза до третьего поколения (согласно рекомендациям 8-го Международного Симпозиума в 1980 г., Лос-Анджелес, США).

Исследование полиморфизма генов HLA II класса (локусов DRB1, DQA1, DQB1) проводилось методом молекулярного типирования — PCR SSP наборами НПФ «ДНК-технология».

Проведена статистическая обработка полученных результатов при помощи программы Arlequin 3.1. Сделан расчет генетических дистанций между нагайбаками и другими европеоидными и монго­лоидными популяциями Европы и Азии и построена генетическая дендрограмма с помощью про­граммы для построения филогенетических деревьев PHYLIP 3.68.

Обсуждение результатов

В результате оценки распределения аллелей обнаружено 24 гаплотипа DRB1-DQA1-DQB1 (табл.), среди которых в трех случаях встречается рекомбинантный гаплотип DRB1*07-DQA1*0301-DQB1*0301 (1,3 %), ранее не выявленный ни в одной из исследованных мировых популяций.

В популяции нагайбаков превалируют гаплотипы DRB1*07-DQA*201-DQB*201 (14,7 %, харак­терный для европеоидных популяций), DRB1*03-DQA*501-DQB*201 (10,3 % — частота встречаемо­сти, характерная для популяций смешанного типа), DRB1*01-DQA*101-DQB*501(17,4 %), DRB1*11-DQA*501-DQB*301(8,5 % — частота встречаемости данного гаплотипа выше у европеоидных попу­ляций, а у монголоидных — ниже), низкие частоты характерны для гаплотипов DRB1*08-DQA*401-DQB*401/02, DRB1*10-DQA1*101-DQB1*501, DRB1*16-DQA1*102-DQB1*502/4 и др.

Полученные результаты свидетельствуют: о большом иммуногенетическом разнообразии популяции, несмотря на относительную куль­турную и географическую изоляцию;

о присутствии в генотипе нагайбаков черт монголоидных и европеоидных популяций. Впервые было проведено сопоставление распределения митотипов мтДНК и генов иммунного ответа HLA-DRB1 в каждой из популяций, характеризующихся доминированием европеоидных и монголоидных генов, проживающих в различных странах мирового пространства, включая данные о генетических особенностях популяций Челябинской области: русских, башкир и татар. При выпол­нении данной работы, на основе анализа литературных источников [3-8] и результатов наших работ [8, 10], были построены две дендрограммы некоторых мировых популяций — дендрограмма мтДНК (рис. 1) и дендрограмма генов HLA-DRB1 (рис. 2).

Для построения дендрограммы мтДНК были взяты литературные данные частот митотипов мтДНК [5, 7, 9, 11, 12]. В данной дендрограмме выделяются монголоидный и европеоидный класте­ры. В монголоидный кластер вошли корейцы, монголы, эвенки, кеты, манси, башкиры и чуваши; в европеоидный — турки, хорваты, немцы, поляки, белорусы и русские; промежуточное положение заняли татары, финны и саамы.

На дендрограмме HLA-DRB1 (рис. 2) финны и саамы разбивают кластер монголоидных популя­ций на 2 группы: типичные монголоиды (эвенки, корейцы, монголы) и популяции, в образовании ко­торых большую роль сыграли популяции не монголоидного происхождения, — турки, белорусы, по­ляки, хорваты, русские, чуваши, в т.ч. популяция нагайбаков.

На обеих дендрограммах присутствуют несколько кластеров, объединенных близким происхож­дением популяций. В первой дендрограмме (рис. 1) кластеры более выражены и среди них можно выделить три группы:

1 группа образована финно-угорской семьей — финны, саамы и хорваты;

2 группа — представители монголоидного происхождения (монголы, корейцы, эвенки, кеты), угор­ской языковой семьи (манси) и тюркской ветви алтайской языковой семьи (башкиры, чуваши, тата­ры);

3 группа — типичные представители европеоидной расы, русские, представители восточно­славянской ветви индоевропейской языковой семьи (немцы, поляки, русские, белорусы, турки). 

Во второй дендрограмме по генам HLA-DRB1 (рис. 2) хорошо выражен 1 кластер представителей монголоидного происхождения, в который также вошли манси, башкиры и татары (последние имеют промежуточное положение); второй кластер разбит на 3 подгруппы по географическому признаку — европейскую (саамы, финны, немцы, французы), восточноевропейскую (белорусы, поляки, хорваты и турки) и популяции, проживающие на территории России (русские, чуваши и нагайбаки), что, скорей всего, отражает адаптацию популяций к местам обитания.

Возможно, различия в топологии двух дендрограмм определяются также различием генетиче­ских систем, на основе которых они построены (мтДНК отражает историю материнской линии этно­генеза популяции, в то время как гены HLA характеризуют совокупное влияние отцовской и мате­ринской линий на формирование генофонда популяции).

Место нагайбаков в генофонде популяций по HLA-DRB1 подтверждает исторические данные о вкладе в их формирование различных групп народностей финно-угорского, тюркского и другого происхождения.

Расположение популяций в дендрограммах (рис. 1, 2) и по митотипам мтДНК, и по генам HLA-DRB1 сопоставимо с литературными данными мировых источников, где оценивается место различ­ных популяций в мировом генофонде [3-7, 9-12].

Выводы

1. Популяция нагайбаков по своему иммуногенетическому профилю достаточно разнообразна, несмотря на географическую и сословную изоляцию, и включает 24 трехлокусных гаплотипа по ге­нам системыHLAII класса.
2. Распределение частот гаплотипов генов системыHLAII класса свидетельствует о том, что в генотипе нагайбаков присутствуют черты и монголоидных, и европеоидных популяций.
3. Расположение нагайбаков в дендрограмме мировых популяций по генамHLA-DRB1 прибли­жает их к популяциям немонголоидного происхождения.

Список литературы

1. Тюркологический сборник. 2003-2004: Тюркские народы в древности и средневековье. — М.: Вост. лит., 2005. —С. 273-311.
2. Глухов М.С. Судьба гвардейцев Сеюмбеки: Неформальный подход к еще неписаным страницам истории. — Казань: Ватан, 1993. — 285 с.
3. Болдырева М.Н.HLA-генетическое разнообразие населения России и СНГ. III. Народы Евразии // Иммунология. — 2006. — № 6. — С. 324-329.
4. Arnaiz-Villena A., Gomez-Casado E., Martinez-Laso J. Population genetic relationships between Mediterranean populations determined by HLA allele distribution and a historic perspective // Tissue Antigens. — 2002. — 60. — Р. 111-121.
5. Bermisheva M.A., Tambets K., Villems R. et al. Diversity of Mitochondrial DNA Haplogroups in Ethnic Populations of the Volga-Ural Region // Molecular Biology. — 2002. — 36, No. 6. — P. 802-812.
6. Nowak J. Mika-Witkowska R., PolakM. et al. Lange Allele and extended haplotype polymorphism of HLA-A,-C, -B, -DRB1 and -DQB1 loci in Polish population andgenetic affinities to other populations // Tissue Antigens. — 2008. — Vol. 71. — P. 193­
7. Derenko M.V., Lunkina A.V., Malyarchuk B.A. et al. Restriction Polymorphism of Mitochondrial DNA in Koreans and Mon­golians // Russian Journal of Genetics. — 2004. — 40, No. 11. — P. 1292-1299. (Translated from Genetika. — 2004. — Vol. 40, No. 11. — P. 1562-1570.)
8. The Allele Frequency Net Database. URL: http://www.allelefrequencies.net
9. Конюхова Е.В., Нгуен Фыонг Нга, Климова Ф.К. и др. Разнообразие митохондриального генофонда в популяции по­волжских татар республики Татарстан // Ученые записки Казанского гос. ун-та. Сер. Естеств. науки. — 2010. — Т. 152, кн. 2. — С. 128-136.
10. Суслова Т.А., Бурмистрова А.Л., Чернова М.С. Распределение генов, гаплотиповHLA в популяции башкир, прожи­вающих в Челябинской области // Иммунология. — М., 2011. — № 2. — С. 65-68.
11. Хуснутдинова Э.К., Кутуев И.А., Хусаинова Р.И. и др. Этногеномика и филогенетические взаимоотношения народов Евразии // Вестник ВОГиС. — 2006. — Т. 10, № 1. — С. 24-40.
12. Pliss L., Tambets K., Loogv E.-L. et al. Mitochondrial DNA Portrait of Latvians: Towards the Understanding of the Genetic Structure of Baltic-Speaking Populations // Annals of Human Genetics. — 2006. — 70. — P. 439-458.