Генетический ландшафт аутосомных маркеров

Третья траектория эволюции генофонда выявляется с помощью анализа аутосомных маркеров. Они составляют подавляющую часть всего генома (>99%). Поэтому с их помощью выявляется основной «портрет» генофонда. Однако аутосомные гены «перетасовываются» в процессе рекомбинации при передаче из поколения в поколение. Поэтому, в отличие от маркеров Y хромосомы и мтДНК, их «генетический текст» не сохраняется неизменным от поколения к поколению. Именно поэтому лишь одновременный анализ всех трех типов маркеров, всех трех траекторий микроэволюции позволяет получить емкую и максимально объективную картину истории формирования народа и его генофонда.

ГЕОГРАФИЯ ГЕНА УСТОЙЧИВОСТИ К СПИДУ (CCR5del32).

В последние десять лет мутация – делеция 32 нуклеотидов в гене рецептора хемокинов CCR5 - привлекает большое внимание исследователей. Дело в том, что эта мутация определяет устойчивость к ВИЧ-1 инфекции: гомозиготы по этой мутации почти полностью устойчивы к инфицированию ВИЧ-1.

Молекулярные механизмы устойчивости хорошо изучены. Вирус использует хемокиновый рецептор для проникновения в клетку. Мутация delta32 (делеция 32 нуклеотидов) приводит к отсутствию рецептора на поверхности клетки, что препятствует инфекции. В то время как гомозиготы обладают почти полной устойчивостью, у гетерозиготных пациентов инфекция все-таки происходит, но СПИД развивается медленнее, на два-три года позже. Кроме delta32, в гене CCR5 и прочих генов семейства хемокинов (CCR2, SDF1) обнаружены и другие мутации. Некоторые из них тоже снижают темпы инфицирования, но в существенно меньшей степени, чем CCR5delta32.

Аллель, несущий делецию, встречается главным образом у европейцев (в среднем 10%). Частота в Европе снижается с севера на юг. За пределами Европы делеция встречается с низкими частотами в смежных регионах (Северная Африка, Ближний Восток, Средняя Азия), но отсутствует в более отдаленных от Европы регионах: Африке южнее Сахары, Восточной и Юго-Восточной Азии, и в коренном населении Америки [Martinson at al., 1997, 2000]. Такой простой тренд необычен для распространения генов в популяциях человека. И он стал особенно интригующим, когда появились данные по возрасту мутации. Основываясь на изменчивости микросателлитов, сцепленных с геном CCR5, Либерт с коллегами [Libert at al., 1998] показали, что мутация возникла примерно 2000 лет назад. Данные другой группы [Stephens et al., 1998] дали мутации еще более молодой возраст (700 лет). Впрочем, 95% доверительные интервалы в обоих случаях покрывают несколько тысячелетий. Тем не менее, нет сомнений, что мутация возникла лишь однажды и возникла в Европе. Следовательно, частота мутации в населении Европы возросла от нуля до 10% за сравнительно короткое время. Согласно законам популяционной генетики, такое резкое изменение частоты в столь большой популяции не может быть вызвано случайным дрейфом генов [см. обзор Galvani, Novembre, 2005]. Следовательно, остается предполагать действие естественного отбора в пользу этой мутации; такое сразу же возникающее впечатление было подтверждено и математическим моделированием [Stephens et al., 1998].

Факторы, повлиявшие на распространение мутации delta32, к настоящему времени не известны – поэтому существует целый ряд гипотез и работ, посвященных их проверке. Для их лучшего понимания необходимо, в первую очередь, иметь точную картину распространения делеции в населении мира. Для этого нами была собрана наиболее полная мировая сводка по данным о распространении CCR5del32 – она включила более 300 популяций мира. Эти данные сведены в общемировую базу данных по частотам мутации delta32 [Balanovsky et al., 2005]. На ее основе построена карта распространения мутации CCR5del32 в населении Евразии. Карта построена по данным о 185 наиболее надежным евразийским популяциях, из них 35 – собственные неопубликованные данные.

На карте видна четкая закономерность: частота максимальна на севере Европы (на побережьях Балтийского и Белого морей), и во всех направлениях от этой зоны частота плавно снижается. Модификация этой карты, вычленяющая основной паттерн изменчивости в Евразии, демонстрирует концентрические круги – постепенное убывание частоты по мере удаления от зоны максимальных частот в Беломоро-Балтийском регионе [Balanovsky et al., 2005]. Для данного маркера в масштабе Евразии свойственна едва ли не самая четкая и простая пространственная изменчивость, которую только приходилось видеть.

По частоте CCR5del32 северная Белоруссия занимает промежуточное положение между популяциями западного и восточного Полесья. Такой же тренд мутации – с запада на восток – выявляется и для украинских популяций. В масштабах всей Европы это часть общего тренда, связанного с максимальной частотой делеции на северо-западе Европы (в южной Скандинавии, где, видимо, эта делеция возникла) и её падением при движении на юг и на восток.

Белорусские популяции соответствуют основному Евразийскому тренду. В целом в Белоруссии обнаруживается разнообразие по гену устойчивости к СПИДу (CCR 5 del 32) и общеевропейский тренд – падения частоты гена с северо-запада на юго-восток.