Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

В поиске геномных вариаций российских народов

Кандидат биологических наук Надежда Маркина

Россия отличается не только большой численностью населения, но и его этническим разнообразием. В то же время в нашей стране нет централизованной базы данных по генетическим вариациям (то есть различиям в генах между отдельными членами популяции) в разных этнических группах. Такая база нужна, прежде всего, для медицины. В разных популяциях генетические вариации*, связанные с заболеваниями, встречаются с разной частотой, и это нужно учитывать, чтобы правильно диагностировать генетические заболевания и развивать персонализированную медицину. Подобная база нужна и криминалистам — она облегчит поиск преступника по анализу ДНК. Наконец, для популяционной генетики исследование геномного разнообразия этнических групп позволяет заглянуть в их историю и проследить пути формирования современных народов.

Различия в частоте некоторых медицински значимых генетических вариантов в разных группах популяций Евразии. На круговых диаграммах обозначены частоты вариантов, отличающихся по одному нуклеотиду; А — аденин, G — гуанин, Т — тимин, C — цитозин.

Национальные геномные проекты стали уже обычным явлением в разных странах, и с каждым годом их число увеличивается. В 2015 году в Санкт-Петербурге стартовал проект «Российские геномы». В исследовательский консорциум вошли геномные лаборатории из разных городов страны: Москвы, Новосибирска, Томска, Уфы, Хабаровска и др. Координирует проект Центр геномной биоинформатики им. Ф. Г. Добржанского Санкт-Петербургского государственного университета. Итогом работы исследователей и волонтёров (предоставляющих свой биоматериал для анализа) должна стать открытая компьютерная база анонимных геномных данных более 3000 человек из разных регионов России. Предполагается описать геномные вариации и создать информационную базу вариаций, значимых для медицины. Для этого генетики секвенируют (определяют нуклеотидную последовательность) и анализируют полные геномы (то есть три миллиарда нуклеотидов, из которых состоит геном человека) представителей популяций русских и иных коренных народов нашей страны.

В конце мая 2019 года в Москве на Международной конференции «Столетие популяционной генетики человека» о результатах одного из исследований, проводимых в рамках проекта, рассказала научный сотрудник Центра геномной биоинформатики им. Ф. Г. Добржанского СПбГУ Дарья Жернакова. Целью исследования был поиск генетической связи этнических русских с соседними финно-угорскими народами. Материалом послужили 328 секвенированных геномов жителей России из 17 популяций.

Одну группу обследованных составили русские из Новгородской, Псковской, Архангельской, Ярославской, Владимирской, Воронежской, Ростовской областей и Удмуртии. Другую группу образовали представители иных коренных народов России: адыги, калмыки, ханты, коми, удмурты, татары, башкиры, удэгейцы, якуты.

Выяснилось, что популяции русских из Псковской, Архангельской, Новгородской и Владимирской областей, а также русские из Удмуртии генетически близки к финно-угорским народам: карелам, финнам, вепсам, эстонцам, коми. В гораздо меньшей степени это относится к южным (Ростов) и центральным (Воронеж) русским. По мнению генетиков, это может говорить о том, что население Восточно-Европейской равнины впитало в себя финно-угорский генетический субстрат до того, как на эту территорию пришли славяне. Чтобы лучше понять, как славяне расселялись и взаимодействовали с другими народами, требуются дальнейшие исследования.

В другой работе, выполненной международной командой генетиков в рамках проекта «Российские геномы», авторы секвенировали 60 геномов из трёх российских популяций: русских Псковской области, русских Новгородской области и якутов. Их геномы сравнивали с опубликованными геномами 204 индивидов из 52 популяций Евразии.

В 60 секвенированных геномах исследователи описали генетические вариации — около 8 миллионов замен нуклеотидов («снипов», SNP) и 2 миллиона вставок и выпадений фрагментов ДНК (на научном языке «инсерций» и «делеций», суммарно называемых «инделами»). У псковской и новгородской популяций общих «снипов» оказалось гораздо больше, чем при сравнении их с якутской популяцией. Русские Пскова и Новгорода оказались генетически близки к финно-угорским народам (карелам, финнам, вепсам, эстонцам) и в целом к народам Северо-Восточной Европы. В то же время якуты, как и ожидалось, генетически «сгруппировались» с сибирскими народами. Они близки к эвенам и эвенкам, что генетики объясняют давними контактами между ними, а при изучении в геномах компонентов, доставшихся в наследство от предков, якуты оказались схожи с бурятами и монголами. В статье, вышедшей в журнале «Genomics», авторы отмечают, что псковская и новгородская популяции отличаются бoльшим генетическим разнообразием, чем якуты. Это говорит о том, что последние, возможно, прошли в своей истории через так называемое бутылочное горлышко — снижение численности популяции, при котором снижается и генетическое разнообразие.

В каждой из трёх популяций исследователи оценили «генетический груз» — сумму накапливающихся генетических вариантов, связанных с заболеваниями. Используя базу Human Gene Mutation Database (HGMD), в изученных геномах они нашли 894 таких генетических варианта. В среднем на каждый геном приходится 75 таких мутаций, и 43 из них в трёх популяциях встречаются чаще, чем в среднем у населения Европы, Восточной и Южной Азии. Обнаружили также мутации, при которых какой-либо ген перестаёт работать. Одна из них, связанная с отложением кальция (кальцификацией) в коронарной артерии, обнаруживается в 18% якутских геномов, в то время как в Восточной Азии она есть только у 3% популяции, а в Европе и Южной Азии и того меньше.

Некоторые мутации, значимые для медицины, у якутов встречаются с иной частотой, чем в псковской и новгородской популяциях. Среди них мутация, которая определяет ответ на лекарственный препарат антикоагулянт варфарин. В значительной степени этот ответ определяется нуклеотидной заменой в гене VKORC1. В Азии преобладает вариант VKORC1-T (у якутов его нашли с частотой 88%), носителям которого для лечебного эффекта требуется значительно меньшая доза варфарина. В псковской и новгородской популяциях частота этой мутации составила 24%. У якутов также обнаружена повышенная частота варианта гена DHDDS, который вызывает пигментную дистрофию сетчатки. У них он достигает частоты 96%, в то время как в псковской и новгородской популяциях его частота всего лишь 9%.

Комментарии к статье

* Геномными (генетическими) вариациями называют замены одного нуклеотида на другой («снипы», SNP), вставки и выпадения фрагментов ДНК.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Вести из лабораторий»