Сравнительное исследование аллельного разнообразия 6 микросателлитных локусов для двух групп населения Уральского региона России

/ Пушкарев В.П. Рахманина Л.В. Новиков П.И. Иванов П.Л.  // Мат. VI Всеросс. съезда судебных медиков. — М.-Тюмень, 2005.

Пушкарев В.П., Рахманина Л.В., Новиков П.И., Иванов П.Л. Сравнительное исследование аллельного разнообразия 6 микросателлитных локусов для двух групп населения Уральского региона России

(Москва-Челябинск)

ссылка на эту страницу

Введение

Короткие тандемные повторы, или микросателлиты, состоящие из 2-7 нуклеотидных повторов, широко представлены в геноме человека и характеризуются выраженным полиморфизмом длины. Это делает их высокоэффективными маркерами для молекулярно-генетической индивидуализации человека. Типирование микросателлитов геномной ДНК человека, основанное на полиморфизме длины амплифицированных фрагментов ДНК, в настоящее время является основным методом судебно-медицинского молекулярно-генетического исследования вещественных доказательств [ 3 ]. Широко используемое в настоящее время мультилокусное типирование микросателлитов объединяет специфичность и чувствительность полимеразной цепной реакции (ПЦР) с высоким дискриминирующим потенциалом.

Расчет частоты встречаемости генетического профиля в популяции для оценки силы молекулярно-генетического доказательства проводится с привлечением популяционных баз данных. Известно, что аллельные частоты могут отличаться для разных территориально-этнических групп, и потому общепринятой практикой является создание баз данных для основных расовых групп, которые включают наиболее крупные популяционные группы [ 8 ].

Проведенные нами ранее популяционные исследования европеоидов Уральского региона России позволили оценить аллельные частоты и некоторые статитстические параметры для микросателлитных локусов D13S317, D7S820, D16S539, F13B, FESFPS, THO1 и TPOX [ 5, 6, 9 ]. По данным Всероссийской переписи населения 2002 года, в национальном составе населения Челябинской области наибольшую представленность имеют русские – 82,3%, татары – 5,7%, башкиры – 4,6% и украинцы - 2,1% [ 2 ]. Учитывая наибольшее сходство генофонда башкир с татарами среди народов Волго-Уральского региона на основании кластерного анализа по данным полиморфизма 15 аутосомных локусов ДНК [ 4 ], мы сочли возможным объединить их в татаро-башкирскую популяционную выборку (ТБП). Русские и украинцы были объединены в славянскую популяционную выборку (СП).

Целью данного исследования было сравнить распределение аллельных частот и некоторые статистические параметры, представляющие судебно-медицинский интерес, для микросателлитных локусов D13S317, D7S820, D16S539, THO1, TPOX и CSF1PO в ТБП и СП.

Материалы и методы

Образцы крови были получены от неродственных индивидуумов, проживающих в Уральском регионе России (Челябинская, Свердловская области, Республика Башкортостан). Национальная принадлежность доноров крови устанавливалась либо путем опроса, либо по документам удостоверяющим личность (паспорт РФ старого образца, свидетельство о рождении ребенка). ДНК выделяли методом органической экстракции с использованием протеиназы К/фенол-хлороформа.

ДНК амплифицировали с помощью наборов GenePrint® Fluorescent STR System (Promega Corp., США). Условия амплификации соответствовали рекомендациям производителя [ 7 ]. Амплификацию проводили в GeneAmpTM PCR System 9600 Thermal Cycler (Perkin Elmer, США).

Разделение и идентификацию ПЦР продуктов проводили в мультилокусном режиме с помощью прибора для капиллярного электрофореза P/ACE 5510 (Beckman Coulter, США), оснащенного детектором лазер-индуцированной флюоресценции с одной длиной волны [ 5, 6, 9 ].

Частоту каждого аллеля расчитывали исходя из наблюдаемого числа генотипов в исследованных популяционных выборках. Возможное отклонение генотипических частот тестированных локусов от равновесия Харди-Вайнберга (РХВ) проверяли с помощью расчета несмещенной оценки ожидаемой гетерозиготности и ее стандартной ошибки, а также с помощью точного теста [ 1 ]. Популяционную гомогенность аллельных частот исследованных локусов между ТБП и СП Уральского региона проверяли с помощью программы chirxc.exe.

Результаты и обсуждение

Распределение наблюдаемых аллельных частот исследованных микросателлитов в ТБП и СП показано в Табл. 1. Проверку гипотезы независимости аллелей микросателлитных локусов в обеих популяционных пробах проводили с помощью точного теста, а также сравнения наблюдаемой и ожидаемой частоты гетерозигот исследованных локусов.

Точный тест показал (см. Табл.2), что распределения генотипов 6 тестированных локусов в ТБП и СП не отклоняются от РХВ в значительной степени. Кроме того, наблюдаемая и ожидаемая частота гетерозигот исследованных локусов также не отличались друг от друга в значительной степени. Таким образом, можно заключить, что обе популяционные выборки почти соответствует РХВ. Уровни наблюдаемой гетерозиготности типированных микросателлитов были сходными в обеих популяционных пробах. Статистические параметры, представляющие судебно-медицинский интерес, исследованных микросателлитов (Табл. 2) показали, что наиболее информативными в обеих популяционных пробах являются локусы D13S317, D7S820, D16S539 и THO1. Общий дискриминирующий потенциал для всех 6 тестированных микросателлитных локусов в ТБП и СП составил 0,9999993 и 0,9999990, соответственно. Усредненный индекс отцовства для всех 6 тестированных микросателлитных локусов в ТБП и СП составил 63,1 и 70,2, соответственно.

Тестирование нулевой гипотезы гомогенности аллельных частот 6 исследованных локусов между ТБП и СП было проведено с использованием программы chirxc.exe (см. Табл. 3). Отклонение от популяционной гомогенности выявлено для локусов D13S317, D16S539 и THO1. Аллельные частоты остальных 3 локусов сравниваемой пары популяционных проб были однородными.

Заключение

Проведенное нами исследование установило распределение наблюдаемых аллельных частот 6 микросателлитов в татаро-башкирской и славянской популяционных выборках Уральского региона России. Распределения генотипических частот всех тестированных локусов в обеих популяционных выборках не отклоняются от РХВ в значительной степени. Общий потенциал дискриминации для всех 6 тестированных микросателлитных локусов в ТБП и СП составила 0,9999993 и 0,9999990, соответственно. Усредненный индекс отцовства для всех 6 тестированных микросателлитных локусов в ТБП и СП составил 63,1 и 70,2, соответственно. Следовательно, исследованный набор локусов является высокоинформативным для обеих исследованных популяций.

Тестирование нулевой гипотезы гомогенности аллельных частот 6 исследованных локусов между ТБП и СП выявило отклонение от популяционной гомогенности для локусов D13S317, D16S539 и THO1. Аллельные частоты остальных 3 локусов для сравниваемых выборок были однородными.

Выявленные нами отличия в распределении аллельных частот локусов D13S317, D16S539 и THO1 в двух разных популяционных выборках в определенной степени иллюстрируют значимость учета этнического происхождения индивидуума при оценке силы молекулярно-генетического доказательства. Однако этот вопрос в плане практического применения требует дополнительных количественных оценок. Для этого нами проводятся исследования, результаты которых будут опубликованы отдельно.

Таблица 1

Аллельные частоты 6 микросателлитных локусов в татаро-башкирской (ТБП) и славянской (СП) популяционных пробах Уральского региона России

Аллель1

D13S317D7S820D16S539THO1TPOX

CSF1PO

СП

n=623

ТБП

n=172

СП

n=660

ТБП

n=189

СП

n=462

ТБП

n=149

СП

n=543

ТБП

n=201

СП

n=487

ТБП

n=203

СП

n=264

ТБП

n=178

5

 

 

 

 

 

 

0,001

0,000

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

0,249

0,179

 

 

 

 

7

0,001

0,000

0,014

0,024

 

 

0,154

0,199

0,002

0,000

 

 

8

0,145

0,157

0,158

0,177

0,013

0,013

0,084

0,132

0,566

0,574

0,002

0,003

9

0,082

0,113

0,131

0,116

0,106

0,201

0,203

0,159

0,080

0,081

0,051

0,053

9.3-102

 

 

 

 

 

 

0,309

0,331

 

 

 

 

10

0,086

0,134

0,280

0,254

0,054

0,128

 

 

0,054

0,042

0,277

0,295

11

0,349

0,267

0,208

0,235

0,286

0,215

0,001

0,000

0,264

0,283

0,265

0,239

12

0,217

0,224

0,170

0,161

0,331

0,265

 

 

0,034

0,020

0,324

0,346

13

0,077

0,087

0,036

0,029

0,172

0,144

 

 

 

 

0,066

0,053

14

0,043

0,017

0,004

0,003

0,037

0,034

 

 

 

 

0,006

0,008

15

0,001

0,000

 

 

0,001

0,000

 

 

 

 

0,009

0,003

Примечание. 1 - аллели каждого локуса идентифицировали путем прямого сопоставления с соотвествующим аллельным лэддером, входящим в состав наборов GenePrint Fluorecent STR System (Promega Corp., США). 2 – в ходе данного исследования оценивали суммарную частоту встречаемости аллелей 9.3 и 10 для локуса THO1. n = количество неродственных индивидуумов.

 

Таблица 2

Точный тест на РХВ и статистические параметры 6 микросателлитных локусов в татаро-башкирской (ТБП) и славянской (СП) популяционных выборках Уральского региона России

 

D13S317D7S820D16S539THO1TPOX

CSF1PO

СП

n=623

ТБП

n=172

СП

n=660

ТБП

n=189

СП

n=462

ТБП

n=149

СП

n=543

ТБП

n=201

СП

n=487

ТБП

n=203

СП

n=264

ТБП

N=178

ET

0,235

0,795

0,517

0,694

0,796

0,875

0,454

0,083

0,083

0,374

0,209

0,324

Ho

0,772

0,779

0,800

0,852

0,753

0,792

0,777

0,701

0,604

0,611

0,731

0,719

He

±SE

0,789±

0,016

0,817±

0,029

0,807±

0,015

0,810±

0,029

0,764±

0,020

0,807±

0,032

0,772±

0,018

0,778±

0,029

0,600±

0,022

0,583±

0,035

0,743±

0,027

0,733±

0,033

Pd

0,927

0,941

0,934

0,929

0,908

0,932

0,907

0,916

0,787

0,755

0,887

0,877

MP

0,073

0,059

0,066

0,071

0,092

0,068

0,093

0,084

0,213

0,245

0,113

0,123

PE

0,579

0,561

0,599

0,699

0,515

0,584

0,557

0,431

0,295

0,304

0,478

0,458

TPI

2,37

2,26

2,50

3,38

2,03

2,40

2,24

1,68

1,26

1,28

1,86

1,78

Примечание. ET = точный тест, Ho = наблюдаемая гетерозиготность, He = ожидаемая гетерозиготность, SE = стандартная ошибка, Pd = потенциал дискриминации; MP = вероятность случайного совпадения, PE = потенциал исключения, TPI = усредненный индекс отцовства. Точный тест вычисляли с помощью программы GDA1. Расчет статистических параметров проводили с помощью программы PowerStats (Promega Corp.).

 

Таблица 3

Тестирование гомогенности аллельных частот 6 микросателлитных локусов между татаро-башкирской (ТБП) и славянской (СП) популяционными выборками Уральского региона России.

Локус

Тест

D13S317

 

D7S820

 

D16S539

 

THO1

 

TPOX

 

CSF1PO

 

c2

P=0,007*

P=0,601

P=0,000*

P=0,002*

P=0,535

P=0,841

ET

P=0,007*

P=0,609

P=0,000*

P=0,001*

P=0,535

P=0,858

Примечание. ET = точный тест; * - P < 0,05.

похожие материалы в каталогах

Генетические исследования

похожие статьи

А не поделиться ли нам опытом? (реплика на статью П.А. Ковтуна, М.Ю. Куклева, М.И. Лапенкова, Н.В. Плахиной «Недостаточность аутосомных STR- маркеров для достоверного установления родства в дуэтах «родитель — ребенок») / Иванов П.Л. // Судебная медицина. — 2015. — №3. — С. 59-60.

О расширении сферы молекулярногенетических экспертных исследований и совершенствовании молекулярно-генетических технологий / Иванов П.Л., Земскова Е.Ю. // Судебная медицина. — 2015. — №2. — С. 13-20.

О некоторых особенностях отбора трупных объектов для генетических исследований / Абдулина Е.В., Зыков В.В., Мальцев А.Е. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2018. — №4. — С. 50-54.

Возможность генетического исследования амниотической жидкости для установления отцовства в случае анэмбрионии / Зыков В.В., Абдулина Е.В., Мальцев А.Е. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2018. — №3. — С. 52-55.

Анализ генетических исследований абортивного материала / Абдулина Е.В., Зыков В.В., Мальцев А.Е. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2018. — №2. — С. 15-18.