Митохондриальный генофонд украинцев в контексте изменчивости целых митогеномов у славянских народов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проанализированы данные об изменчивости нуклеотидных последовательностей целых митохондриальных геномов у украинцев. Сравнительный анализ параметров генетического разнообразия показал, что украинцы, как и другие европейские народы, характеризуются высоким уровнем разнообразия мтДНК. Однако межпопуляционные различия в Европе очень низки (FST = 0.36%, p < 0.00001). По результатам FST-анализа украинцы проявляют наибольшее сходство со словаками, русскими, поляками, сербами и эстонцами. На графике многомерного шкалирования FST-дистанций украинцы располагаются вместе с западными и восточными славянами, занимая среди них центральное положение. Результаты анализа динамики эффективной численности (Ne) популяций показали различия по долговременной динамике Ne между севером и югом Восточной Европы. Для украинцев и юго-западного русского населения период резкого роста численности зарегистрирован в неолитическое время (примерно 8.2 тыс. лет назад), в то время как у эстонцев и северо-западных русских рост численности популяций наблюдается значительно позже – в эпоху бронзового века (примерно 4.3 тыс. лет назад). Анализ данных об изменчивости мтДНК в славянских популяциях показал, что частота этноспецифичных гаплотипов мтДНК достаточно широко изменяется в различных этнических группах – от 1.3 у словаков до 10.3% у поляков. Доля славяно-специфичных гаплотипов мтДНК также варьирует: меньше всего такого рода гаплотипов обнаружено у чехов и сербов (менее 10%), а больше всего – у украинцев (23.6%).

Об авторах

Б. А. Малярчук

Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения
Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: malyarchuk@ibpn.ru
Россия, 685000, Магадан

М. В. Деренко

Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения
Российской академии наук

Email: malyarchuk@ibpn.ru
Россия, 685000, Магадан

Список литературы

  1. Kivisild T. Maternal ancestry and population history from whole mitochondrial genomes // Investig. Genet. 2015. V. 6. e3. https://doi.org/10.1186/s13323-015-0022-2
  2. Деренко М.В., Малярчук Б.А. Молекулярная филогеография населения Северной Евразии по данным об изменчивости митохондриальной ДНК. Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2010. 376 с.
  3. Малярчук Б.А., Деренко М.В. Разнообразие и структура митохондриальных генофондов славян в этногенетическом аспекте // Успехи соврем. биологии. 2020. Т. 140. № 4. С. 333–346. https://doi.org/10.31857/S0042132420040109
  4. Malyarchuk B., Litvinov A., Derenko M. et al. Mitogenomic diversity in Russians and Poles // Forensic Sci. Int. Genet. 2017. V. 30. P. 51–56. https://doi.org/10.1016/j.fsigen.2017.06.003
  5. Skonieczna K., Malyarchuk B., Jawień A. et al. Mitogenomic differences between the normal and tumor cells of colorectal cancer patients // Hum. Mut. 2018. V. 39. P. 691–701. https://doi.org/10.1002/humu.23402
  6. Piotrowska-Nowak A., Kosior-Jarecka E., Schab A. et al. Investigation of whole mitochondrial genome variation in normal tension glaucoma // Exp. Eye Res. 2019. V. 178. P. 186–197. https://doi.org/10.1016/j.exer.2018.10.004
  7. Davidovic S., Malyarchuk B., Grzybowski T. et al. Complete mitogenome data for the Serbian population: The contribution to high quality forensic databases // Int. J. Legal Med. 2020. V. 134. P. 1581–1590. https://doi.org/10.1007/s00414-020-02324-x
  8. Malyarchuk B.A., Derenko M.V. Mitochondrial DNA variability in Russians and Ukrainians: Implication to the origin of the Eastern Slavs // Ann. Hum. Genet. 2001. V. 65. P. 63–78. https://doi.org/10.1046/j.1469-1809.2001.6510063.x
  9. Nikitin A.G., Kochkin I.T., June C.M. et al. Mitochondrial DNA sequence variation in the Boyko, Hutsul, and Lemko populations of the Carpathian highlands // Hum. Biol. 2009. V. 81. P. 43–58. https://doi.org/10.3378/027.081.0104
  10. Балановский О.П., Пшеничнов А.С., Фролова С.А. и др. Основные черты митохондриального генофонда восточных славян // Мед. генетика. 2010. Т. 9. № 1. С. 29–37.
  11. Mielnik-Sikorska M., Daca P., Malyarchuk B. et al. The history of Slavs inferred from complete mitochondrial genome sequences // PLoS One. 2013. V. 8 e54360. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0054360
  12. Pshenichnov A., Balanovsky O., Utevska O. et al. Genetic affinities of Ukrainians from the maternal perspective // Am. J. Phys. Anthropol. 2013. V. 152. P. 543–550. https://doi.org/10.1002/ajpa.22371
  13. Kushniarevich A., Utevska O., Chuhryaeva M. et al. Genetic heritage of the Balto-Slavic speaking populations: A synthesis of autosomal, mitochondrial and Y-chromosomal data // PLoS One. 2015. V. 10. e0135820. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0135820
  14. Malyarchuk B., Grzybowski T., Derenko M. et al. Mitochondrial DNA phylogeny in Eastern and Western Slavs // Mol. Biol. Evol. 2008. V. 25. P. 1651–1658. https://doi.org/10.1093/molbev/msn114
  15. Pala M., Olivieri A., Achilli A. et al. Mitochondrial DNA signals of late glacial recolonization of Europe from near eastern refugia // Am. J. Hum. Genet. 2012. V. 90. P. 915–924. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2012.04.003
  16. Olivieri A., Pala M., Gandini F. et al. Mitogenomes from two uncommon haplogroups mark late glacial/postglacial expansions from the near east and neolithic dispersals within Europe // PLoS One. 2013. V. 8. e70492. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0070492
  17. Derenko M., Malyarchuk B., Denisova G. et al. Western Eurasian ancestry in modern Siberians based on mitogenomic data // BMC Evol. Biol. 2014. V. 14. 217. https://doi.org/10.1186/s12862-014-0217-9
  18. Oleksyk T.K., Wolfsberger W.W., Weber A.M. et al. Genome diversity in Ukraine // Gigascience. 2021. V. 10. giaa159. https://doi.org/10.1093/gigascience/giaa159
  19. Behar D.M., van Oven M., Rosset S. et al. A “Copernican” reassessment of the human mitochondrial DNA tree from its root // Am. J. Hum. Genet. 2012. V. 90. P. 675–684. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2012.03.002
  20. Bianco E., Laval G., Font-Porterias N. et al. Recent common origin, reduced population size, and marked admixture have shaped European Roma genomes // Mol. Biol. Evol. 2020. V. 37. P. 3175–3187. https://doi.org/10.1093/molbev/msaa156
  21. Starikovskaya E., Shalaurova S., Dryomov S. et al. Mitochondrial DNA variation of Leber’s hereditary optic neuropathy in Western Siberia // Cells. 2019. V. 8. 1574. https://doi.org/10.3390/cells8121574
  22. Soares P., Ermini L., Thomson N. et al. Correcting for purifying selection: An improved human mitochondrial molecular clock // Am. J. Hum. Genet. 2009. V. 84. P. 740–759. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2009.05.001
  23. Drummond A.J., Suchard M.A., Xie D. et al. Bayesian phylogenetics with BEAUti and the BEAST 1.7 // Mol. Biol. Evol. 2012. V. 29. P. 1969–1973. https://doi.org/10.1093/molbev/mss075
  24. Tamura K., Peterson D., Peterson N. et al. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods // Mol. Biol. Evol. 2011. V. 28. P. 2731–2739. https://doi.org/10.1093/molbev/msr121
  25. Soares P.A., Trejaut J.A., Rito T. et al. Resolving the ancestry of Austronesian-speaking populations // Hum. Genet. 2016. V. 135. P. 309–326. https://doi.org/10.1007/s00439-015-1620-z
  26. Malyarchuk B., Derenko M., Denisova G., Kravtsova O. Mitogenomic diversity in Tatars from the Volga-Ural region of Russia // Mol. Biol. Evol. 2010. V. 27. P. 2220–2226. https://doi.org/10.1093/molbev/msq065
  27. Stoljarova M., King J.L., Takahashi M. et al. Whole mitochondrial genome genetic diversity in an Estonian population sample // Int. J. Legal Med. 2016. V. 130. P. 67–71. https://doi.org/10.1007/s00414-015-1249-4
  28. Malyarchuk B., Derenko M., Denisova G. et al. Whole mitochondrial genome diversity in two Hungarian populations // Mol. Genet. Genomics. 2018. V. 293. P. 1255–1263. https://doi.org/10.1007/s00438-018-1458-x
  29. Raule N., Sevini F., Li S. et al. The co-occurrence of mtDNA mutations on different oxidative phosphorylation subunits, not detected by haplogroup analysis, affects human longevity and is population specific // Aging Cell. 2014. V. 13. P. 401–407. https://doi.org/10.1111/acel.12186
  30. Fraumene C., Belle E.M., Castri L. et al. High resolution analysis and phylogenetic network construction using complete mtDNA sequences in Sardinian genetic isolates // Mol. Biol. Evol. 2006. V. 23. P. 2101–2111. https://doi.org/10.1093/molbev/msl084
  31. Librado P., Rozas J. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data // Bioinformatics. 2009. V. 25. P. 1451–1452. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp187
  32. Excoffier L., Lischer H.E. Arlequin suite ver 3.5: A new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows // Mol. Ecol. Resour. 2010. V. 10. P. 564–567. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2010.02847.x
  33. Малярчук Б.А., Литвинов А.Н., Деренко М.В. Структура и формирование митохондриального генофонда русского населения Восточной Европы // Генетика. 2019. Т. 55. № 5. С. 574–582. https://doi.org/10.1134/S0016675819050102
  34. Балановский О.П., Кошель С.М., Запорожченко В.В. и др. Эколого-генетический мониторинг в популяциях человека: гетерозиготность, гаплотипическое разнообразие мтДНК и генетический груз // Генетика. 2011. Т. 47. № 11. С. 1523–1535.
  35. Olivieri A., Sidore C., Achilli A. et al. Mitogenome diversity in Sardinians: A genetic window onto an Island’s past // Mol. Biol. Evol. 2017. V. 34. P. 1230–1239. https://doi.org/10.1093/molbev/msx082
  36. Översti S., Onkamo P., Stoljarova M. et al. Identification and analysis of mtDNA genomes attributed to Finns reveal long-stagnant demographic trends obscured in the total diversity // Sci. Rep. 2017. V. 7. 6193. https://doi.org/10.1038/s41598-017-05673-7
  37. García Ó., Alonso S., Huber N. et al. Forensically relevant phylogeographic evaluation of mitogenome variation in the Basque Country // Forensic Sci. Int. Genet. 2020. V. 46. 102260. https://doi.org/10.1016/j.fsigen.2020.102260
  38. Derenko M., Denisova G., Malyarchuk B. et al. Insights into matrilineal genetic structure, differentiation and ancestry of Armenians based on complete mitogenome data // Mol. Genet. Genomics. 2019. V. 294. P. 1547–1559. https://doi.org/10.1007/s00438-019-01596-2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (115KB)
Метаданные
3.

Скачать (104KB)
Метаданные
4.

Скачать (62KB)
Метаданные

© Б.А. Малярчук, М.В. Деренко, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах