CC BY
2УДК 575.17:340.6
И.С. Цыбовский1, В.М.Веремейчик1, С.В. Крицкая2, С.А. Евмененко2, С.М. Лобацевич2, А.В. Павлюченко2,
Н.А.Картель3 и Л.А. Животовский
оценка принципиальной возможности использования больших массивов генотипов населения для создания
референтной базы данных аутосомных днк-маркеров
в республике беларусь
ТУ «Центр судебной экспертизы и криминалистики Министерства юстиции Республики Беларусь», Республика Беларусь, 220073, Минск, ул. Кальварийская, 43 2Государственный экспертно-криминалистический центр Министерства внутренних дел Республики Беларусь,
Республика Беларусь, 220073, Минск, ул. Володарского, 2а
3ГНУ «Институт генетики и цитологии НАН Беларуси» Республика Беларусь, 220072, Минск, ул. Академическая, 27 4Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской Академии наук, Российская Федерация, 119991, Москва, ул. Губкина, 3
Введение
Технологии идентификации биологических следов человека с использованием ДНК-маркеров прочно вошли в практику расследования широкого спектра преступлений. Значительный полиморфизм коротких тан-демных повторов (STR - short tandem repeats) обеспечивает возможность с высоким уровнем достоверности идентифицировать личность и установить биологическое родство. Между тем, после установления генотипа биологического следа стадия расчета достоверности экспертного вывода требует самостоятельного научного и информационно-справочного обеспечения, поскольку практически для всех ДНК-маркеров показано существование различной степени выраженности расовой, этнической и даже межпопуляционной вариабельности. Этно-расовая вариабельность ДНК-маркеров определяет необходимость создания референтных (справочных) баз данных распределения ДНК-маркеров на основе исследования генетической структуры населения страны с учетом конкретных этнических и исторических особенностей его формирования для обеспечения потребностей криминалистического ДНК-анализа.
Научно обоснованные принципы формирования референтных баз данных ДНК-маркеров
не выработаны: в научной литературе отсутствуют рекомендации по созданию баз данных такого рода. В настоящее время в различных странах широко проводятся исследования особенностей состояния генофонда народонаселения в интересах популяционной генетики - для решения вопросов происхождения, родства, развития, взаимодействия человеческих популяций [1, 2]. Как правило, в таких исследованиях задействованы в первую очередь представители коренного населения титульной нации. Криминалистические лаборатории в силу специфики работы чаще всего не имеют сведений об этнической принадлежности или месте рождения подозреваемого (преступника). Этим обусловлена необходимость получения сведений для криминалистического ДНК-анализа о генетических характеристиках современного населения как в целом, так и для отдельных этнических групп, его составляющих.
В предыдущих работах [3, 4] нами был изучен полиморфизм 18 аутосомных локусов у этнических белорусов (11 популяционных выборок, п=830), в смешанных популяцион-ных выборках с известной этнической принадлежностью индивидуумов (11 популяционных выборок, п=1040) и в группе лиц
без информации об этнической принадлежности, но с известным местом их проживания (93 региона, п=2550). Проведенными исследованиями была показана научно обоснованная возможность объединения всех исследованных групп в один массив. Это обстоятельство позволило разработать вариант единой для всей территории Беларуси референтной базы данных аутосомных ДНК-маркеров, включающей 3 590 индивидуумов из 93 регионов страны.
В данной работе проведено исследование массива генотипов, представляющего собой часть криминалистической базы дан-
ных генотипов Министерства внутренних дел Республики Беларусь (АИСГДУ МВД РБ). Исследованный массив включает 9 626 индивидуальных генотипов из 109 административных районов и 13 пенитенциарных учреждений.
Целью данного исследования является генетико-популяционный анализ большого массива генотипов современного населения для выявления уровня региональных и других генетических различий и оценки возможности использования данной информации при формировании референтной базы данных аутосомных ДНК-маркеров.
Материалы и методы
Материалом для проведения исследований была совокупность генотипов, объединенных в два массива. Первый массив — «криминалистический» — представляет собой генотипы индивидуумов, фигурирующих в делах Министерства внутренних дел в качестве подозреваемых либо свидетелей, а также тех лиц, которые отбывают приговоры суда. Генетические ДНК-профили аутосомных локусов указанной категории лиц находятся в базе данных Автоматизированных информационно-справочных генетических данных учетов (АИСГДУ) Государственного экспертно-криминалистического центра МВД Республики Беларусь.
Второй массив, называемый «этнические белорусы», сформирован из образцов буккаль-ного эпителия неродственных индивидуумов (предполагаемых отцов и матерей), проходивших тест по установлению отцовства в лаборатории Института в период с 2006 по 2008 гг. и в ходе добровольного анкетирования указавших себя и своих родителей как «белорусов» при опросе на предмет их национальной принадлежности.
Выделение и очистку тотальной ДНК из образцов буккального эпителия «этнических белорусов» проводили в соответствии с описанными ранее методами [3, 5].
Для анализа аллельного полиморфизма 15 тетрануклеотидных STR-локусов D2S1338, TPOX, D3S1358, CSF1PO, D5S818, D7S820, ТО01, vWA, D13S317, D16S539, D18S51, D19S433, D21S11 проводили амплификацию
ДНК с помощью мультилокусной полимераз-ной цепной реакции (ПЦР) с использованием в мультиплексном режиме набора реактивов «AmpFlSTR Identifiler™ PCR Amplification Kit» («Applied Biosystems», США) [6].
Выявление аллельного состояния локусов осуществляли методом капиллярного электрофореза на автоматических ДНК-секвенаторах «ABI Prism 3130 XL Genetic Analyzer» («Applied Biosystem», США) и «MegaBACE 750» («Amersham Biosciences», США) с лазерным конфокальным сканирующим детектором флуоресценции в режиме ге-нотипирования с использованием внутренних стандартов размера «GeneScan-500 LIZ Size Standard» и «ET550-R Size Standard» соответственно.
Статистические тесты на соответствие равновесию Харди-Вайнберга и попарному неравновесию, а также расчеты уровня по-пуляционной дифференциации проводили с использованием программных продуктов Arlequin ver. 2.000 [7], GDA1d16c [8] и FSTAT [9]. Уровень достоверности для всех статистических тестов составляет 0,05. Для множественного сравнения изначальные значения P, достигающие уровня значимости, были трансформированы с помощью коррекции Бонферони [8, 10]. Сравнительный анализ распределения частот встречаемости аллелей STR-локусов в исследуемых популяциях был проведен методом G-теста (RxC метод сопряженных таблиц, G. Carmody, Carleton University, Ottawa, Canada).
Результаты и обсуждение
Общая характеристика массива генотипов криминалистической базы данных генотипов.
Исследованный массив генотипов из криминалистической базы данных представляет собой совокупность генотипов осужденных и подозреваемых лиц, биологические образцы которых направлены для исследования в Государственный экспертно-криминалистический центр МВД отделами милиции, органами прокуратуры или администрацией мест содержания осужденных. В базе данных содержатся также генотипы лиц, установленные в других экспертных учреждениях в связи с расследованием уголовных дел. Сведений об этнической
принадлежности указанных лиц, а также о месте их рождения не имеется.
Анализируемый «криминалистический» массив представляет собой совокупность 9626 генотипов из 109 административных районов и 13 мест содержания заключенных. Подавляющее большинство генотипов включает 15 STR локусов: D2S1338, D3S1358, D5S818, D7S820, D8S1179, D13S317, D16S539, D18S51, D19S433, D21S11, vWA, та01, TPOX, CSF1PO, FGA. Рассчитанные частоты встречаемости аллелей исследованных локусов приведены в таблице 1 (в названии локусов использованы аббревиатуры).
Таблица 1
Аллели Локусы Аллели Локусы
D3 vWA CSF D5 Б7 D16 D18 D8 Б2 Б19 Б21
п 9110 8942 9030 9159 9048 9189 9009 8847 9187 8821 8972 8985 8961 9217 8751
5 0,0001 16 0,0002
6 0,2367 0,0003 0,0004 0,0001 17 0,0005
7 0,1316 0,0007 0,0005 0,0046 0,0132 0,0002 0,0001 18 0,0127
8 0,0957 0,5738 0,0014 0,0014 0,1468 0,1414 0,0091 0,0090 18,2 0,0000
9 0,2091 0,0934 0,0481 0,0539 0,1487 0,0845 0,0876 0,0002 0,0091 0,0001 19 0,0894
9,3 0,3214 19,2 0,0002
10 0,0050 0,0550 0,2876 0,0911 0,2852 0,0515 0,0475 0,0057 0,0611 0,0012 20 0,1516
11 0,0001 0,0001 0,0004* 0,2504 0,2814 0,3232 0,2288 0,3743 0,2848 0,0171 0,0683 0,0025 20,2 0,0006
12 0,0003 0,0001 0,0260 0,3033 0,3570 0,1460 0,2333 0,3428 0,0944 0,1766 0,0901 21 0,1824
12,2 0,0012 21,2 0,0017
13 0,0018 0,0040 0,0004 0,0621 0,1571 0,0278 0,0774 0,1953 0,1012 0,3288 0,2152 22 0,2124
13,2 0,0210 22,2 0,0055
14 0,1357 0,0951 0,0119 0,0103 0,0033 0,0359 0,0313 0,1530 0,2236 0,3630 23 0,1211
14,2 0,0190 23,2 0,0035
15 0,2485 0,1132 0,0032 0,0014 0,0002 0,0015 0,0016 0,1750 0,1014 0,0012 0,1671 24 0,1192
15,2 0,0426 24,2 0,0001 0,0006
16 0,2542 0,1832 0,0001 0,1742 0,0199 0,0417 0,0420 25 0,0001 0,0704
16,2 0,0248 25,2 0,0001
17 0,2096 0,2845 0,1227 0,0017 0,2140 0,0033 26 0,0021 0,0231
17,2 0,0066 26,2 0,0001
18 0,1400 0,2244 0,0801 0,0004 0,0800 27 0,0230 0,0041
18,2 0,0003 28 0,1760 0,0005
19 0,0098 0,0819 0,0372 0,1191 28,2 0,0001
20 0,0127 0,0211 0,1534 29 0,2026 0,0002
Частоты встречаемости аллелей аутосомных STR-локусов в «криминалистическом»
массиве генотипов
106 | И.С.Цыбовский и др. Оценка возможности использования больших массивов генотипов населения...
Продолжение таблицы 1
Аллели Локусы Аллели Локусы
D3 vWA CSF D5 Б7 D16 D18 D8 Б2 Б19 Б21
21 0,0008 0,0106 0,0382 29,2 0,0017
22 0,0048 0,0224 30 0,2122
23 0,0020 0,0882 30,2 0,0701
24 0,0005 0,0966 31 0,0671
25 0,0002 0,1194 31,2 0,0827
26 0,0230 32 0,0097
27 0,0023 32,2 0,1076
28 0,0007 33 0,0014
33,2 0,0391
34 0,0003
34,2 0,0039
35 0,0002
35,2 0,0001
Примечание: * — суммарная частота встречаемости для аллелей 10.3 и 11.
При проведении генетико-популяционного анализа образцы были объединены в отдельные выборки в соответствии с административно-территориальной принадлежностью органов, направивших их. Образцы, представляющие областные и крупные районные города, рассматривались по возможности отдельно от образцов, собранных в тех же административных районах. Аналогично поступали, если на территории района имеется крупный промышленный город (например, отдельно выборка из г. Жоди-но Смолевичского района и выборка из самого Смолевичского района). Группы, содержащие меньше 10 образцов, не рассматривались.
Сравнительный массив данных «этнических белорусов» был сформирован из генотипов неродственных индивидуумов (предполагаемых отцов и матерей), проходивших тест по установлению отцовства в институте с 2006 по 2008 гг. и при добровольном анкетировании указавших белорусскую этническую принадлежность для себя и для своих родителей (и=1525).
Анализ генетического равновесия «криминалистического» массива.
Анализ генетического равновесия проводили с использованием критерия х2 и точного теста Фишера.
Из 1 830 тестов на соответствие пропорции Харди-Вайнберга (15 локусов в 122 группах) в 94 (5,1%) при ожидаемых 91,5 тестах уровень значимости P оказался меньше 0,05. После
коррекции Бонферони для каждой выборки отдельно при соотнесении на 15 локус-тестов статистически значимыми остались 8 значений ^ от 0,0047 до 0,0497). Однако при проведении коррекции Бонферони с соотнесением на 1830 тестов все значения оказались статистически незначимыми.
Среди 12 810 тестов на попарное неравновесие между локусами (105 пар межлокус-ных сравнений в 122 группах) 756 (5,9%) при ожидаемых 640,5 тестов на равновесие имели значение P<0,05. После коррекции Бонферони при соотнесении на все выборки ни одно из них не оказалось статистически значимым.
Для оценки гомогенности распределения частот встречаемости аллелей по территории Беларуси на основе общепринятого отнесения административных районов Беларуси к тому или иному региону [11] весь «криминалистический» массив был разделен по происхождению образцов на 6 этно-территориальных региональных групп: Поозерье (и=886), Поднепровье (и=994), Понеманье (и=368), Центр (и=4472), Западное (и=1739) и Восточное (и=1167) Полесье. Полученные региональные выборки были также проанализированы на соответствие генетическому равновесию.
Из 90 тестов, проведенных при исследовании 15 локусов в 6 региональных группах на соответствие пропорции Харди-Вайнберга, в 10 (11,1%) при ожидаемых 4,5 значение уровня значимости P не достигало 0,05. Среди 630 тестов на попарное неравновесие между локусами 89 (14,1%)
при ожидаемых 31,5 тестов имели значения Р<0,05. Однако после коррекции Бонферони в обоих случаях ни одно из значений не оказалось статистически значимым.
Вместе с тем, при оценке генетического равновесия в массиве «этнических белорусов», разделенного на 6 этно-территориальных групп - Поозерье (п=251), Поднепровье (п=179), Понеманье (п=128), Центр (п=496), Западное (п=244) и Восточное (п=227) Полесье, отклонение от равновесия было выявлено в 9 из 90 тестов (10%) при ожидаемых 4,5. Оценка попарного неравновесия среди данного массива из 630 тестов выявила 46 (7,3%) неравновесных значений (при ожидаемых 31,5). Все они после коррекции Бонферони с учетом всех исследованных групп оказались статистически незначимыми.
Таким образом, параметры генетического равновесия в выборках «криминалистического» массива генотипов в целом совпадают с
результатами исследования популяционных выборок, описанных ранее [3, 4].
Оценка региональных и межрегиональной гомогенности частот встречаемости аллелей.
При попарном сравнительном анализе распределения частот встречаемости аллелей методом G-теста между 6 региональными выборками «криминалистического» массива не было выявлено статистически значимой дифференциации ни в одном из 15 исследованных локусов. На основе полиморфизма 15 STR-локусов были рассчитаны значения генетических расстояний по Nei между региональными выборками, при этом оказалось, что значения полученных коэффициентов очень малы (табл. 2). Таким образом, анализ полиморфизма 15 аутосомных локусов выявляет высокую гомогенность региональных выборок «криминалистического» массива.
Таблица 2
Коэффициенты генетических расстояний
Поозерье Поднепровье Центр Понеманье Вост. Полесье зап. Полесье
Поозерье - 0,99785 0,99858 0,99676 0,99765 0,99686
Поднепровье 0,00004 - 0,99856 0,99780 0,99833 0,99762
Центр 0,00004 0,00009 - 0,99754 0,99909 0,99857
Понеманье -0,00011 -0,00035 -0,00008 - 0,99709 0,99622
Вост. Полесье 0,00013 -0,00001 -0,00003 -0,00012 - 0,99789
зап. Полесье 0,00041 0,00026 0,00018 0,00018 0,00021 -
Примечание: Значения под диагональю соответствуют генетическим расстояниям между выборками; над диагональю приведены значения индекса генетической идентичности исследованных выборок.
Однако при анализе попарных значений ^ между 6 этно-территориальными выборками «криминалистического» массива выявляются статистически значимые региональные различия при сравнении Западного Полесья с Поозерьем и Центром даже после применения поправки Бонферони (Р<0,05). При этом ни для одной другой пары регионов не было выявлено статистически значимой разницы. Для выяснения причины данных различий была проведена оценка попарных значений между административными выборками, формирующими каждую отдельную региональную группу. При этом ни в одном из регионов, кроме Западного Полесья, не было выявлено статистически зна-
чимых внутренних различий.
Внутри Западного Полесья значимая дифференциация была выявлена только для выборки из Столинского района при сравнении ее с 5 из 14 административных выборок. При этом в случае исключения выборки Столинского района из региональной группы Западного Полесья исчезают и статистически значимые различия между всеми этно-территориальными регионами Беларуси.
Оценка природы внутри- и межрегиональных различий
Для уточнения природы возникновения межрегиональных различий была проведена оценка значений между «криминалисти-
ческими» и «этнически белорусскими» региональными группами.
Поскольку титульная нация всегда превалирует в структуре населения, генетическая структура коренного этноса может быть своего рода эталоном для определения степени близости совокупного генетического «портрета» современной выборки древним генетическим корням, т.е. мерилом степени близости к так называемому древнему генетическому архетипу. Для объективности картины были добавлены анкетированные популяционные выборки других восточных славян: украинцев из г. Харькова (п=115) и русских из г. Москвы (п=166) [3].
При этом никаких статистически значимых различий, кроме различий «криминалистических» групп Западного Полесья, Центра и Поозерья, не было выявлено ни в сравнении с группами этнических белорусов, ни в сравнении с выборками украинцев и русских.
Результаты исследований указывают на то, что выборка Столинского района (п=350) из региональной группы Западного Полесья содержит значительное количество генотипов лиц, этнически не родственных всем Восточным Славянам, в связи с чем данная выборка исключена из дальнейшего рассмотрения.
Таким образом, все исследованные региональные выборки, как «криминалистические», так и «этнически белорусские» — не выявляют различий ни при оценке методом G-статистики на основе частот встречаемости аллелей в отдельных локусах, ни при анализе попарных значений .Р Это подтверждает высокий уровень подобия и гомогенность распределения аутосомных ДНК-маркеров во всех исследованных регионах Беларуси.
Оценка искусственных сообществ
«Криминалистический» массив генотипов содержит 13 выборок, представляющих собой генотипы лиц из мест заключения. Формирование данных выборок происходило случайно, в связи с чем их можно рассматривать как искусственно созданные человеческие сообщества. Оценку данных сообществ проводили в сравнении с выборками, представляющими административные районы, на территории которых находятся пенитенциарные учреждения. Всего для сравнения было взято 17 админи-
стративных выборок. При этом анализ значений коэффициентов генетических расстояний между исследованными 30 группами выявил их гомогенность, а уровень значимости попарных значений Г5Т между ними оказался статистически незначимым (Р>0,05). Аналогичные результаты были получены и при сравнении искусственных сообществ с выборками «этнических белорусов».
Таким образом, можно утверждать, что совокупный генетический «портрет» искусственных сообществ, образовавшихся в местах содержания осужденных, в целом сопоставим с генетическими характеристиками современного населения Беларуси.
Сравнительный «геногеографический»
анализ
Проведенное исследование «криминалистического» массива генотипов в сравнении с массивом «этнических белорусов» и популя-ционными выборками украинцев и русских не выявил существования достоверных генетических различий между ними. Для объяснения данного факта можно предложить две альтернативные гипотезы: а) отсутствие значительных генетических различий в распределении аутосомных ДНК-маркеров между данными этносами; б) невозможность выявления межэтнических различий (которые на самом деле имеются) с помощью описанных выше методов анализа подобия сравниваемых совокупностей генотипов.
Для выяснения того, какая же из данных гипотез ближе к действительности, был расширен круг сравниваемых совокупностей генотипов: кроме этнических белорусов и географических соседей - восточных славян (украинцы и русские) была взята географически удаленная популяционная выборка южных славян (сербы, п=200, [12]), а также выборки генетически и географически изолированных от исследуемых выборок жителей США - белых американцев (п=302), афро-американцев (п=258) и латиноамериканцев (п=140) [13].
Как было показано выше, все «криминалистические» и «этнически белорусские» региональные группы не выявляют статистически значимых различий при сравнительном анализе с выборками украинцев (г. Харьков) и русских (г. Москва). Однако данные региональные
группы как при оценке методом G-статистики на основе частот встречаемости аллелей, так и при оценке попарных значений Г5Т статистически значимо отличаются не только от афро-американцев и латиноамериканцев, но и от белых американцев (Р<0,05).
На следующем этапе был проведен анализ характера распределения частот встречаемости аллелей STR-локусов в «криминалистических» и «этнически белорусских» группах методом G-статистики в сравнении с результатами, полученными при исследовании населения Украины, России и Польши. При этом среди белорусских массивов генотипов не было отмечено статистически значимых различий (таблица 3).
С русскими из различных регионов России [3, 14, 15] и украинцами [3] «криминалистическая» база отличается только в локусе D3S1358. Остальные локусы не показали статистически значимых отличий.
При сравнении по 10 STR локусам с максимальной выборкой поляков — обобщенным населением Польши (п=2176, [16]) - статистически значимые различия выявлены не были.
При этом при сравнительном исследовании по 13 STR локусам с данными более ранней работы (n=870, [17]) статистически значимо отличается только локус D21S11.
При сравнении «криминалистического» массива с белорусским меньшинством, проживающим на территории Польши в Подляш-ском воеводстве (n=212, [18]), различия были выявлены в 4 локусах (vWA, D21S11, FGA и D19S433).
Белорусский «криминалистический» массив сравнивался также и с отдельными выборками населения из различных регионов Польши [1924]. Максимальное число различий (4) было выявлено при сравнении с распределением частот встречаемости аллелей у населения северовосточной Польши (n=207, [19]) — в локусах D3S1358, D5S818, D21S11 и D19S433.
Количество достоверных отличий между частотами аллелей аутосомных локусов в населении Беларуси и соответствующими частотами, рекомендуемыми корпорациями Promega и Applied Biosystems для потребителей тест-систем выявлено по семи и четырем локусам, соответственно (таблица 3).
заключение
В результате исследования проведен гене-тико-популяционный анализ «криминалистического» массива генотипов (9 626 генотипов из 109 административных районов и 13 мест заключения), разделенного по происхождению образцов на 6 этно-территориальных региональных групп: Поозерье (n=886), Поднепровье (n=994), Понеманье (n=368), Центр (n=4472), Западное (n=1739) и Восточное (n=1167) Полесье.
Анализ «криминалистического» массива данных проводили в сравнении с массивом «этнических белорусов» из Поозерья (n=251), Под-непровья (n=179), Понеманья (n=128), Центра (n=496), Западного (n=244) и Восточного (n=227) Полесья - суммарно 1 525 генотипов. Для сравнительного анализа были также взяты популяции других восточных славян — популяционная выборка украинцев из г. Харькова (n=115) и русских из г. Москвы (n=166) [3].
Для сравнительного анализа данных были также использованы генотипы географически удаленных южных славян — сербов (n=200),
а также генетически и географически изолированных от исследуемых выборок жителей США — белых американцев (п=302), афро-американцев (п=248) и латиноамериканцев (п=140).
Анализ генетического равновесия с использованием критерия х2 и точного теста Фишера показал, что параметры генетического равновесия в группах «криминалистического» массива генотипов в целом совпадают с результатами исследования популяционных выборок, описанных ранее [3, 4].
Генетико-статистический анализ, проведенный после отбраковки выборки из Столин-ского района, не выявил значимых отличий внутри «криминалистического» массива, разделенного на этно-территориальные группы, равно как не выявил отличий «криминалистического» массива от групп «этнических» белорусов. Ни «криминалистический» массив, ни выборка «этнических белорусов» не отличаются от популяций украинцев из г. Харькова и русских из г. Москвы.
Таблица 3
Значения Р попарного сравнения популяций с «криминалистическим» массивом
Популяции Ссылка 11 D3 vWA ТН01 ТРОХ CSF D5 d7 D13 D16 D18 D8 D21 FGA D2 D19
ЭгнБел 1525 0л 85 0,946 0,573 0,999 0,853 0,793 0,974 0,795 0,462 0,438 0,446 0,976 0,279 0,185 0,946
Бел 4 3590 0,084 0,821 0,068 0,939 0,993 0,585 0,980 0,428 0,491 0,905 0,998 0,979 0,076 0,783 0,058
РусМос 3 166 0,581 0,918 0,710 0,851 0,597 0,933 0,808 0,998 0,852 0,937 - - - - -
Pycl 14 402 0,008 0,916 - - - 0,940 0,727 0,524 - 0,996 0,863 0,813 0,844 - -
Рус2 15 184 0,032 0,891 0,168 0,582 0,781 0,962 0,958 0,474 0,981 0,999 0,495 0,596 0,976 0,991 0,223
Укр 3 115 0,032 0,325 0,974 0,359 0,820 0,197 0,404 0,632 0,064 0,236 - - - - -
Пол1 17 870 0,318 0,697 0,761 0,284 0,490 0,073 0,122 0,239 0,311 0,489 0,189 0,000 0,121 - -
Пол2 16 2176 0,210 0,623 0.120 - - - - - 0.876 0.096 0.415 0.052 0,207 0,241 0.051
БМПол 18 212 0,053 0,022 0,817 0,492 0,629 0,153 0,069 0,066 0,218 0,528 0,250 0,000 0,023 0,306 0,025
СВПол 19 207 0,007 0,981 0,875 0,057 0,583 0,002 0,488 0,206 0,556 0,977 0,660 0,016 0,312 - 0,019
ЛПол 20 1000 0,022 0,686 0,729 0,943 0,860 0,698 0,439 0,931 0,792 0,454 0,563 0,763 0,038 0,363 0,045
КППол 21 1041 - 0,540 0,106 0,663 0,435 0,953 0,123 0,861 0,415 - - - - - -
СЦПол 22 824 0,013 0,230 0,193 0,584 0,107 0,262 0,224 0,050 0,606 0,708 0,007 0,268 0,290 0,705 0,004
ЮВПол 23 714 0,121 0,211 0,478 0,599 0,748 0,595 0,683 0,544 0,841 0,669 0,832 0,292 0,089 - -
СПол 24 145 0,000 0,694 - - - - 0,672 0,078 - 0,921 0,883 0,272 0,079 - -
СЧ 12 530 - 0,051 0,000 0,168 0,342 0,000 0,465 0,128 0,466 - 0,315 - - - -
БСША 13 302 0,039 0,804 0,000 0,180 0,002 0,233 0,637 0,126 0,124 0,660 0,069 0,006 0,348 0,791 0,255
ЛСША 13 140 0,381 0,099 0,000 0,000 0,445 0,003 0,782 0,003 0,003 0,895 0,526 0,356 0,000 0,397 0,058
Promega 25 690 0,336 0,106 0,000 0,003 0,083 0,058 0,000 0,000 0,164 0,000 0,000 0,001 0,243 - -
ABI 6 349 0,577 0,588 0,000 0,000 0,051 0,009 0,313 0,008 0,306 0,221 0,137 0,053 0,053 - -
£ О
£
<3\
о
Сй
CS g
»
о ß
a¡ И Я а:
вз о
и>
о о н
S
я
о
я о й о-
л о
Cd
Ol
о ti о-
Е
S
X g
р: о о Я вз О 03
я о н
S
я
о
03
я
р: о го fcl го
я
Примечание. Жирным шрифтом выделены значения Р<0,05.
Пояснение к таблице: Этнбел - этнические белорусы, Бел - обобщенная выборка белорусов, РусМос - русские из Москвы, Pycl - русские (по Kornienko I.V), Рус2 - русские (по Малярчуку Б.А.), Укр - украинцы, Пол1 - Польша (2006г.), Пол2 - Польша (2008г.), БМПол - белорусское меньшинство из Подляшского воеводства Польского, СВПол - северо-восточная Польша, ЛПол - Лодзинское воеводство Польши, КППол - Куявско-Поморское воеводство
Польши, СЦПол - северная и центральная Польша, ЮВПол - юго-восточная Польша, СПол - северная Польша, СЧ - Сербия и Черногория, БСША -белое население США, ЛСША - латиноамериканское население США, Promega - рекомендации фирмы Promega для белого населения США, ABI -рекомендации фирмы Applied Biosystems для белого населения США.
С одной стороны, сравниваемые совокупные «портреты» всех трех этносов по своей природе уже представляют собой «усредненные» генотипы. Выборки белорусов представляют собой этно-территориальные генетические «портреты», состоящие из выборок из 14—30 административных районов. Выборки украинцев и русских проведены в городах-мегаполисах, которые в силу характера роста (за счет населения провинций) интегрируют представителей различных регионов, что приводит к формированию усредненного совокупного генетического «портрета».
С другой стороны, миграционные процессы, связанные со строительством крупных промышленных предприятий в 60-х годах, привели к тому, что приток населения в Беларусь в то время вырос. На долю России приходилось более половины как прибывшего, так и выбывшего населения. С Украиной наиболее интенсивно обменивалась населением Гомельская и Брестская область [26]. Для демографической структуры населения Брестской области и ныне характерен большой удельный вес польской и украинской национальных групп. Все эти причины обуславливают высокий уровень межэтнических браков. Так, в промышленных городах Полесья (гг. Брест, Гомель, Баранови-чи) в начале 60-х годов каждый третий брак был межнациональным, а к началу 70-х этнически смешанными стали половина браков [26]. Увеличение количества смешанных браков отмечалось и в слабо урбанизированных городах юга Беларуси (от 10 до 48,5%). Приведенные данные доказывают существование взаимосвязи и органического взаимодействия этносов не только вдоль национальных границ, но и вглубь этнической территории — в точках промышленного развития.
Не отмечено никаких различий между населением городов-новостроек со значительным миграционным вливанием (такими как Новополоцк, Жодино, Светлогорск и др.) и выборками из тех же или соседних административных районов, представляющих собой преимущественно население с сельскохозяйственным укладом жизни. По-видимому, постоянный приток генетически более стабильного сельского населения в города-райцентры и города — бывшие новостройки в значительной мере выровнял совокупные генетические
характеристики данных сообществ (во всяком случае, для аутосомных ДНК-маркеров). Человеческие сообщества пенитенциарных учреждений также не выявляют генетических отличий от населения Беларуси.
Украинская, русская и польская (особенно в западных регионах) генетическая компонента на сегодняшний день представляется наиболее реальным фактором изменения древнего белорусского генетического архетипа. В связи с этим совокупный генетический «портрет» аутосомных ДНК-маркеров трех исследованных этносов восточных славян не выявляет значимых различий. Следует отметить, что европейские популяции также не показывают значительной дифференциации по STR-локусам [27].
Все этно-территориальные группы из Беларуси отличаются не только от выборок афро-американцев и латиноамериканцев, но и белых американцев. «Криминалистический массив» также отличается от сербов, а в выборке «этнических белорусов» эти отличия выявляются во всех регионах, кроме Восточного Полесья и Поднепровья. Таким образом, «геноыгео-графический» подход выявляет внутреннюю гетерогенность населения Беларуси: восточные регионы имеют некоторое своеобразие аутосомных ДНК-маркеров, не достигающее статистически значимого уровня. Данное своеобразие восточных регионов может иметь исторически обусловленную причину: в XV-XVI веках наблюдался значительный приток на территорию нынешней Беларуси переселенцев из Российской империи, а в 1660—70-е гг. именно на востоке республики (г. Ветка) осело значительное число этнического русского населения, бежавшего от проводимой в России религиозной реформы («староверы» или «раскольники»). Отдельные сообщества потомков тех массовых миграций до сих пор сохранили свою специфику и существуют как на территории Беларуси, так и на территории современной Польши [28].
Существование внутренней гетерогенности массивов генотипов, не достигающей статистически значимых значений, отмечено и при исследовании населения Польши. Так, при анализе массивов генотипов из отдельных воеводств Польши (Люблинское, Поморское, Лод-зинское, Великопольское, Куявско-Поморское,
Варминьско-Мазурское, Мазовецкое, Подляш-ское) исследователи выявляют достоверные региональные различия в ряде аутосомных ло-кусов [16-24]. Вместе с тем, анализ общепольской совокупности генотипов, включающей в себя указанные массивы как составные части, показывает высокий уровень гомогенности ау-тосомных ДНК-маркеров по всей территории современной Польши [16].
Таким образом, исследование «криминалистического» массива генотипов из 9 626 индивидуумов в сравнении с 1 525 «этническими белорусами», украинцами, русскими, а также с различными группами современного населения США показало, что «криминалистический» массив не отличается ни от «этнически белорусского» массива, ни от украинцев и русских. В то же время использованные подходы позволили отбраковать резко отличающуюся выборку из Столинского района, содержащую этнически иные образцы, а также выявить внутреннюю гетерогенность среди современного
белорусского населения.
При сравнительном исследовании характера распределения частот встречаемости аллелей аутосомных локусов у населения Беларуси наибольшее количество достоверных отличий (в 7 из 15 локусов) выявляется в сравнении с частотами аллелей у белого населения США, рекомендуемыми корпорацией «Promega» для обсчета результатов генотипирования. Частоты встречаемости аллелей, предлагаемые фирмой-производителем «Applied Biosystems», имеют достоверные отличия в 4 из 15 локусов.
Проведенное исследование подтверждает необходимость формирования национальной референтной базы данных ДНК-маркеров Беларуси для нужд экспертного ДНК-анализа и возможность использования для этой цели накопленных больших массивов генотипов современного населения Беларуси при условии проведения их тщательного генетико-статистического анализа.
Список использованных источников
1. Cavalli-Sforza, L.L. The DNA revolution in population genetics /L.L. Cavalli-Sforza // Trends in Genet. - 1998. - Vol. 14. - P. 60-65.
2. Животовский Л.А. Популяционные проблемы ДНК-идентификации /Л.А. Животовский [и др.] // Генетика. 2006. - Т. 42, №10. -С. 1426-1436.
3. A comprehensive population survey on the distribution of STR frequencies in Belarus / LA Zhivotovsky [et al.] // Forensic Sci Int. - 2007. -Vol. 172. - P. 156-160.
4. Полиморфизм 18 аутосомных ДНК-маркеров генома человека у населения Беларуси / В.М. Веремейчик [и др.] // Весщ HAH Беларусь Сер. бiял. навук. - 2009. - № 1. -С. 56-62.
5. Метод выделения ДНК из сильно загрязненных и деградированных криминалистических биологических объектов: пат. 11054 Респ. Беларусь, МПК7 C 12 N 15/10 / И.С. Цыбовский, Н.Н. Кузуб, В.М. Веремейчик, Н.А. Картель; заявитель НИИКиСЭ МЮ РБ. - № 20050853; заявл. 30.06.07; опубл. 30.08.08 // Афщыйны бюл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. -2008. - № 4. - С. 134-135.
6. «AmpFlSTR Identifiler™ PCR Amplifica-
tion Kit. User's Manual» - Applied Biosystems, 2005.
7. Schneider S., Roessli D., Escoffier L. Arlequin ver. 2.000: A software for population genetic data analysis. University of Geneva, Switzerland: genetic and Biometry Laboratory, 2000.
8. Lewis P.O. and Zaykin D. Genetic data analysis: computer program for the analysis of allelic data. Version 1.0 Version 1.0 (d16c). (http://lewis. eeb.uconn.lewishome/software.html).
9. Goudet, J. FSTAT: A program to estimate and test gene diversities and fixation indices (version 2.9.3). 2001. (http://www.unil.ch/izea/softwares/ fstat.html).
10. Weir, B.S. Genetic Data Analysis II: Methods for discrete population genetic data / B.S. Weir. -Sinauer Associates, Sunderland MA., 1996.
11. Population data on 14 STR loci from population of Serbia and Montenegro (new and renewed data) / D. Keckarevic [et al.] // Forensic Sci. Int. - 2005. - Vol. 151. - P. 315-316.
12. Allele Frequencies for 15 Autosomal STR Loci on U.S. Caucasian, African American, and Hispanic Populations / J. Butler [et al.] // J Forensic Sci. - 2003. - Vol. 48, № 4. - P. 908-911.
13. Genetic Variation of the nine Profiler Plus
loci in Russians / I.V. Kornienko [et al.] // Int J Legal Med. - 2002. - Vol. 116, № 5. - P. 309-311.
14. Вариабельность 15 аутосомных микроса-теллитных локусов ДНК в русской популяции/ Б.А. Малярчук [и др.] // Мол. Биол. - 2007. -Т. 41, № 1. - С. 3-7.
15. Analysis of forensically used autosomal short tandem repeat markers in Polish and neighboring populations / I. Soltyszewski [et al.] // Forensic Sci Int Genet. - 2008. - Vol. 2, № 3. -P. 205-211.
16. Genetic variation of STR loci D3S1358, TH01, D21S11, D18S51, Penta E, D5S818, D13S317, D7S820, D16S539, CSF1PO, Penta D, vWA, D8S1179, TPOX and FGA by GenePrint PowerPlex 16 in a Polish population / I. Soltyszewski [et al.] // Forensic Sci Int. - 2006. - Vol. 159, № 2-3. - P. 241-243.
17. Allele distribution of 15 STR loci in a population sample of Byelorussian minority residing in the northeastern Poland / W. Pepinski [et al.] // Forensic Sci Int. - 2004. - Vol. 139, № 2-3. - P. 265-267.
18. Population genetics of 15 STR loci in the population of Podlasie (NE Poland) / J.B. Janica [et al.] // Forensic Sci Int. - 2001. - Vol. 124, № 2. - P. 226-227.
19. Population database on 15 autosomal STR loci in 1000 unrelated individuals from the Lodz region of Poland / R. Jacewicz [et al] // FSI: Genetics. - 2008. - Vol. 2. - P. e1-e3.
20. Population genetics of the STRs vWA, TH01, TPOX, CSF1PO, D5S818, D13S317,
D7S820, D16S539, LPL, F13B, FESFPS, F13A01 and ACTBP2 in the Pomerania-Kujawy region of Poland / D. Miscicka-Sliwka [et al.] // Forensic Sci Int. - 2001. - Vol. 119, № 1. - P. 119-122.
21. Genetic variation of 15 STR loci (D3S1358, vWA, FGA, TH01, TPOX, CSF1PO, D5S818, D13S317, D7S820, D16S539, D2S1338, D8S1179, D21S11, D18S51, and D19S433) in populations of north and central Poland / J. Czarny [et al.] // Forensic Sci Int. - 2005. -Vol. 147, № 1. - P. 97-100.
22. Genetic data on 19 STR loci in south-east Poland / P. Koziol [et al] // Forensic Sci Int. -2004. - Vol. 139, № 1. - P. 89-92.
23. Northern Polish population data and forensic usefulness of 15 autosomal STR loci / Z. Szczerkowska [et al.] // Forensic Sci Int. -2004. - Vol. 144, № 1. - P. 69-71.
24. Technical Manual of the PowerPlex® 16 System. Promega corporation, Madison. 2002.
25. Тегако, Л.И. Антропология белорусского Полесья (демография, этническая история и генетика) / Л.И. Тегако, А.И. Микулич, И.И. Саливон. - Минск: Наука и техника, 1978. - 160 с.
26. Genetic structure of human populations / N.A. Rosenberg [et al.] // Science. - 2002. - Vol. 298, № 5602. - P. 2381-2385.
27. Genetic data on 15 STRs in a population sample of religious minority of Old Believers residing in the northeastern Poland / W. Pepinski [et al] // Forensic Sci Int. - 2005. Vol. 148. - P. 61-63.
Дата поступления статьи 30 марта 2009 г.
