Абстракт

An analysis of mitochondrial DNA (mtDNA) polymorphismhas been an essential tool for human diversityand molecular evolution studies allowing the insightsof maternal lineage contributions. Here we will demonstratethe results of our comprehensive mitochondrialDNA analysis in Mongolians with the purpose to reveal matrilineal genetic affi nity among contemporary Mongolians.The extended population samples including 475unrelated individuals representing four indigenous populations,Khalkh, Uriankhai, Zakhchin and Khoton-Mongolians,are analyzed in present study. In brief, more than50 haplotype-associated polymorphic sites comprising sequence variations in HVS-I, HVS-II and the coding regionare investigated by direct sequencing, RFLP, and newly designed TaqMan probe assays in order to identify composite genetic structure of Mongolian ethnic groupsfrom the view of mtDNA haplogroups. Therefore our mitochondrial DNA analysis revealed that Khalkh-, Uriankhai, and Zakhchin-Mongolians have rather similar patternsof genetic diversity with predominant contribution of East Eurasian maternal lineages and have relatively high level of nucleotide diversity. On the other hand, the Khoton- Mongolians, isolates from western Mongolia demonstrateunique genetic features with predominant contribution of West Eurasian maternal lineages and relatively low nucleotide diversity.

1. Удиртгал

Митохондрийн ДНХийнонцлог шинжүүд болох эхийн угсаагдаган удамшдаг,рекомбинацийн үзэгдэлд бараг өртдөггүй байдалд тулгуурлан мтДНХ-ийн геномын олон хувилбаршинжийг судлах замаар хүн төрөлхтөний үүсэл хөгжил, нүүдэллэлт, үндэстэн ястны удам зүйн хэлхээхолбоо, цаашилбал түүхэн үйл явдлуудыг тайлбарлах судалгаанууд өргөн хийгдсээр байна. Ялангуяасүүлийн үед мтДНХ-ийн бүх геномын дэс дарааг секвенсинг аргаар нарийвчлан судлах боломжтой болсноор бүс нутгийн хүн амын, тодруулбал Африк, Европ, Ази, болон Америкийн уугуул иргэд гэх мэтээр олон үндэстэн ястны мтДНХ угсааг нарийвчлан судлах нь нэн эрчимжлээ (Ingman нар, 2000; Maca-Meyer нар, 2001; Torroni нар, 2001; Derbeneva нар, 2002; Herrnstadt нар, 2002; Mishmar нар, 2003). Бид oрчин цагийн Монголчуудын удам зүйн хэв шинж, ялангуяа эхийн угсааны бүрэлдэхүүн хэрхэн хамааралтай байгааг шинжлэн судлах зoрилгooр митoхoндрийн ДHХ-ийн пoлимoрф хэлбэршлийн цoгц судалгааг явууллаа. Цаашилбал Монголчууд нь Төв бoлoн Зүүн Азийн хөрш зэргэлдэх үндэстэнястнуудтай хэрхэн хамааралтай бoлoхыг харьцуулан тoгтooсныг судалгааны үр дүнгээс харах бoлнo.

2. Судалгааны материал ба аргачлал

2.1. Судалгааны материал

Бид судалгаандаа Ховд Аймгийн Мөнххайрхан, Дуут сумдад оршин суугч Урианхай (n=110), Зэрэг, Манхансумдад оршин суугч Захчин (n=111), Увс Аймгийн Тариалан сумын Хотон (n=85) болон Улаанбаатархотод оршин суугч Халх Монголчууд (n=169), нийт 475 хүнийг хамруулсан юм. Судалгаанд оролцогч бүрийг тусгай асуумжийн дагуу судлан нягталсан ба тэднээс таниулсан зөвшөөрлийн дагуу биологийн сорьц авсан. Энэхүү олон улсын хамтарсан судалгааг Монгол улсын Анагаах Ухааны Үндэсний Хүрээлэн болон Япон улсын Токай Их Сургуулийн Анагаах Ухааны Сургуулийн Ёс Зүйн Хороогоор тус тус шүүн хэлэлцүүлсэн зөвшөөрлийг үндэслэн хэрэгжүүллээ.

2.2. Митохондрийн ДНХ-ийн полиморф хэлбэршил

Бид митохондрийн ДНХ-ийн нуклеoтидын дараалалд байгаа нийтдээ 50 гаруй пoлимoрф хэлбэршлийгнарийвчлан судаллаа (Зураг 1). Үүнд мтДНХ-ийн Хэт Хувисамтгай Хэсэг-1 бa Хэт Хувисамтгай Хэсэг-2-ын(Hyper Variable Segment, HVS-I, HVS-II) полиморф хэлбэршлийг шууд секвенсингийн аргаар судаллаа. Эдгээр хэсгийн полимеразын гинжин урвалд L15997 бa H407 праймерийг, секвенсинг хийхдээ L15997 бaH16401 (HVS-I), L34 бa H407 (HVS-II) праймерийн хослол болон секвенсинг иж бүрдэлийг (ABI Big- Dye Terminator v3.1 Cycle Sequencing kit) тус тус ашигласан. Харин 10171-10659 хэсгийг секвенсинг хийхэд L10170 бa H10660 (Yao нар., 2002) праймерийн хослолыг ашигласан. COII/tRNALys хэсгийн 9-bp deletion-ийг тодорхойлохдоо L8211 бa H8310 праймерийн хослолыг (Horai нар, 1996) ашигласан бөгөөдхэрчмийн хэмжээг ABI 3700 Sequence Detection System автомат анализаторт GeneScan analysis software-ийн тусламжтайгаар тодорхойлсон. Mөн 5176-р дараалалд илрэх AluI хэлбэршлийг L4887 бa H5442 праймерийн хослолд тулгуурласан хэрчмийн уртын полиморф хэлбэршил (PCR RFLP - Restriction Fragment Length Polymorphism) аргаар тодорхойлсон. Цаашилбал кодинг хэсгийн 9 байрлалын Нэг Нуклеотидын Полиморф хэлбэршлүүдийг (1719, 4491, 4529, 6455, 7028, 9055, 12705, 15301, 15487) шинээр боловсруулсан TaqMan пробийн аргаар (Applied Biiosystems) судалсан.

2.3. Үр дүнгийн статистик боловсруулалт / үнэлэлт

Үр дүнгийн статистик боловсруулалтхийхэд ARLEQUIN 2.001 software ашигласан. Популяци тус бүрийн хаплогруппын давтамжийг үнэлсэнголлох бүрэлдэхүүний үнэлэлт (PC, Principal Component) хийхэд Mesquite software (ver1.03) ашиглалаа.

3. Судалгааны үр дүн, хэлцэмж

Бид судалгаанд хамрагдсан нийт популяцийн мтДНХ-ийн полиморф хэлбэршил, өвөрмөц хаплогруппуудыг тодорхойлохдоо сүүлийн үеийн олон улсын хамтарсан судалгаануудад баримталж буй ерөнхий ангилал, нэршлийн үндсэн зарчмуудыг мөрдлөг болгосон. мтДНХ хаплогруппууд популяцитус бүрт хэрхэн тархсаныг Хүснэгт 1-д үзүүллээ. Халх, Урианхай, Захчин Монголчуудад хаплогрупп D бa C хамгийн өндөр давтамжтайгаар тархсан байсан бол Хотон Монголчуудад H болон A2 хаплогруппууд зонхилж байна. Түүнчлэн Халх, Урианхай, Захчин Монголчуудад Зүүн Евразийн угсааг илтгэгч A, B, F, N9a хаплогрупппууд болон Зүүн Азийн салбар хаплогруппууд болох G, Z хаплогруппууд тодорхой давтамжтайгаар илэрлээ. Харин Хотон Монголчуудад Зүүн Евразийн угсааны D, C, A2 хаплогруппууд илэрсэн хэдий ч ялангуяа Баруун Евразийн угсааг илтгэгч H, K хаплогруппууд зонхилж байгаа нь тэднийгэхийн угсааны хувьд Баруун болон Төв Азийн үндэстэн ястнуудтай илүү холбоотой болохыг илтгэж байна. HVS-I-ийн полиморф хэлбэршлийн байдалд үндэслэн популяци тус бүрийн мтДНХ-ийн удам зүйн олон төрөл шинжийг Хүснэгт 2-д нэгтгэн үзүүллээ. Чингэхдээ Төв Азийн зарим ястныг судалсан Derenko нарын судалгааны (2003) үр дүнтэй харьцуулан үзлээ. Ялангуяа Хотон Ястны хаплотипийн олон төрөл шинж бусадтай харьцуулахад хамгийн бага байлаа (0.842). Ийнхүү Хотон ястанд полиморф хэлбэршил харьцангуй бага байгааг ерөөсөө тэд харьцангуй цөөн хүн амтай, түүний улмаас нэг үеэс дараагийн үед удамшин дамжих явцад тодорхой аллелийн давтамж санамсаргүй өөрчлөгдөн полиморф хэлбэршил хязгаарлагдмал болох өөрчлөлтөд (genetic drift) өртсөн байж болзошгүй гэсэн таамаглалаар тайлбарлаж болох юм. Бид өөрсдийн судалгаа болон Төв болон Зүүн Азийн бусад популяцийн судалгааны (Yao нар, 2002; Kong нар, 2003; Derenko нар, 2003; Comas нар 2004; Quintana- Murci нар, 2004) үр дүнг нэгтгэн Евразийн үндэстэн ястны мтДНХ-ийн хаплогруппын тархалтыг зураг 2-т үзүүллээ. мтДНХ хаплогруппуудыг ерөнхийд нь Зүүн Евроазийн, Баруун Евроазийн болон Өмнөд Азийн угсааны гэсэн 3 ангиллаар нэгтгэсэн. Үүнээс үзэхэд ерөнхийдөө Халх, Урианхай, Захчин Монголчуудын мтДНХ бүрдэлд Зүүн Евразийн угсаа зонхилж Баруун Евразийн угсаа багаахан хувийг эзэлж байна. Харин Хотон Монголчуудад Баруун Евразийн хаплогруппууд давамгайлж байна. Цаашилбал бид Mesquite software (ver1.03) ашиглан популяц тус бүрийн хаплогруппын давтамжийг үнэлсэн голлох бүрэлдэхүүний үнэлгээний (PC, Principal Component) анализ хийлээ (Зураг 3). Ийнхүү мтДНХ-ийн хаплогруппын давтамжинд үндэслэсэн голлох бүрэлдэхүүний үнэлгээгээр Халх, Урианхай, Захчин Монголчууд өөр хоорондоо ойрын хамаатай болох нь харагдаж байна. Харин Хотон Монголчууд нь эхийн угсааны удам зүйн хэв шинжийн хувьд бусад Монголчуудаас өвөрмөц ялгаатай, Төв Азийн Узбек, Туркмен, Казак ястнуудтай ойрын холбоотой болохыг харуулж байна. Ийнхүү бид орчин цагийн Монголчуудын удам зүйн хэв шинжийг эхийн угсаа мтДНХ-ийн полиморф хэлбэршлийн цогц байдлаар мөшгөн судалсаны дүнд Халх, Урианхай, Захчин Монголчууд нь өөр хоорондоо харьцангуй ижил төстэй, Зүүн Евразийн эхийн угсаа давамгайлсан удам зүйн хэв шинжтэй бөгөөд нуклеотидын олон төрөл шинж харьцангуй өндөр болохыг тогтоолоо. Харин Баруун Монголын цөөнхи ястан болох Хотон Монголчууд нь нуклеотидын олон төрөл шинж харьцангуй бага төдийгүй Баруун Евразийн эхийн угсаа давамгайлсан удам зүйн хэв шинжтэй байгаа нь тэднийг бусад Монголчуудаас ялгарах удам зүйн онцлог хэв шинжтэйг илтгэж байна.

Ном зүй

1. Comas D, Calafell F, Mateu E et al: Trading genes along the silk road: mtDNA sequences and the origin of central Asian populations. Am J Hum Genet 1998; 63: 1824– 1838.
2. Comas D, Plaza S, Wells S et al: Admixture, migrations, and dispersals in Central Asia: evidence from maternal DNA lineages. European Journal of Human Genetics 2004; 1–10.
3. Derbeneva OA, Sukernik RI, Volodko NV, Hosseini SH, Lott MT, Wallace DC (2002) Analysis of mitochondrial DNA diversity in the Aleuts of the Commander Islands and its implications for the genetic history of Beringia. AmJ HumGenet 71:415–421.
4. Derenko MA, Gzybowski T, Malyarchuk A et al: Diversity of mitochondrial lineages in South Siberia. Ann Hum Genet 2003; 67: 391– 411.
5. Herrnstadt C, Elson JL, Fahy E, Preston G, Turnbull DM, Anderson C, Ghosh SS, Olefsky JM, Beal MF, Davis RE, Howell N (2002) Reduced-median-network analysis of complete mitochondrial DNA coding-region sequences for the major African, Asian, and European haplogroups. Am J Hum Genet 70:1152–1171 (erratum 71:448–449).
6. Horai S, Murayama K, Hayasaka K et al: MtDNA polymorphism in East Asian Populations, with special reference to the peopling of Japan. Am J Hum Genet 1996; 59: 579–590.
7. Ingman M, Kaessmann H, PaЁaЁbo S, Gyllensten U (2000) Mitochondrial genome variation and the origin of modern humans. Nature 408:708–713.
8. Kong QP, Yao YG, Liu M et al: Mitochondrial DNA sequence polymorphisms of fi ve ethnic populations from northern China. Hum Genet 2003; 113: 391– 405.
9. Maca-Meyer N, Gonza´ lez AM, Larruga JM, Flores C, Cabrera VC (2001) Major genomic mitochondrial lineages delineate early human expansions. BMC Genetics2:13
10. Mishmar D, Ruiz-Pesini E, Golik P, Macaulay V, Clark AG, Hosseini S, Brandon M, Easley K, Chen E, Brown MD, Sukernik RI, Olckers A, Wallace DC (2003) Natural selection shaped regional mtDNA variation in humans. Proc Natl Acad Sci USA 100:171–176.
11. Torroni A, Rengo C, Guida V, Cruciani F, Sellitto D, Coppa

 

Танилцаж нийтлэх санал өгсөн : Биологийн шинжлэх ухааны доктор, профессор Ж.Батсуурь

Нийтлэлийн нээгдсэн тоо: 1091