Аллельный полиморфизм гена миотонинпротеинкиназы в популяциях населения Республики Саха (Якутия)

Выводы. Территория резервата более чем на 80% покрыта лесами, и основу животного мира составляют таежные виды. По соотношению ши-ротно-зональных элементов флора представляет модель равнинных бореальных флор. По своему составу членистоногие резервата относятся к ев-ропейско-сибирскому бореально-лесному типу фауны. По географическому районированию территории Якутии район резервата входит к западному орнитологическому округу, где основу орнитофауны составляют таежные виды, отсутствуют типично горные виды, а также виды «южного» комплекса, проникающие лишь в южную часть республики. Большинство млекопитающих имеют широкое распространение по всей таежной зоне.

Литература

1. Андреев Б.Н. Птицы Вилюйского бассейна. -Якутск: Кн. изд-во, 1974. - 190 с.

2. Воробьев К.А. Птицы Якутии. - М.: Изд-во АН СССР, 1963.- 336 с.

3. Красная книга Республики Саха (Якутия). Т. 1.

- Якутск: НИПК «Сахаполиграфиздат», 2000. - 255 с.

4. Красная книга Республики Саха (Якутия). Т. 2.

- Якутск: НИПК «Сахаполиграфиздат», 2003. - 208 с.

5. Маак Р.К. Вилюйский округ Якутской области. -Сиб., 1886. -Ч. 2.-192 с.

6. Методические рекомендации по комплексному маршрутному учету птиц / Сост. Е.С. Равкин, Н.Г. Че-линцев. -М, 1990.- 33 с.

7. Млекопитающие Якутии / Отв. ред. В.А. Тавровс-кий. - М.: Наука, 1971. - 660 с.

8. МордосовИ.И. Млекопитающие таежной части Западной Якутии. - Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1997. - 219 с.

9. Основные особенности растительного покрова Якутской АССР/Андреев В.Н., ГалактионоваТ.Ф., Перфильева В.И., Щербаков И.П. - Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1987.- 156 с.

10. Растительность бассейна р. Вилюя // Тр. Ин-та биол. ЯФ СО АН СССР. -М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1962. -Вып. 8,- 136с.

11. Романов A.A. Пушные звери Лено-Хатангского края и их промысел // Труды НИИ. полярн. землед., животн. и промыс. хоз-ва. - Вып. 17. - Л.: Изд-во Глав-севпути, 1941 - С. 140-210.

12. Ткаченко М.И. Предварительный отчет о работах зоологического отряда в Вилюйском округе // Матер. Комис. по изуч. ЯАССР. - Л., 1927. - С. 281-296.

13. Тимофеев П.А. и др. Леса среднетаежной подзоны Якутии. - Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1994. - 140 с.

14. Фасулати К.К. Полевое изучение наземных беспозвоночных. - М.: Высшая школа, 1971. - 135 с.

15. Черемхин С.С. Леса верхнего течения реки Вилюй // Материалы о лесах Якутии. - М.: Изд-во АН СССР, 1961.-Вып. 7.-С. 243-259.

УДК 575.174.599.9

Аллельный полиморфизм гена миотонинпротеинкиназы в популяциях населения

Республики Саха

С.А. Федорова, А.Л. Сухомясова, И.А. Николаева, С.С. Куличкин, Ф.А. Платонов, Э.К. Хуснутдинова

Проведен анализ распределения частот аллелей участка (CTG) повторов в 3 '-области гена миотонинпротеинкиназы (DMPK) в популяциях Якутии (трех этногеографических группах якутов, эвенков, эвенов, юкагиров, долган) и оценка филогенетических взаимоотношений между исследованными популяциями. Обсуждены особенности ал-лельного спектра (CTG) -локуса в популяциях якутов в связи с высокой распространенностью миотонической дистрофии (МД) в Республике Саха (Якутия). Полученные результаты свидетельствуют в пользу гипотезы об эффекте основателя в накоплении МД в Якутии.

Allele frequency distribution of CTG-repeats in the 3 '-flanking region of DMPK gene was analyzed in populations of Yakutia (three ethnogeographical groups of Yakuts, Even/cs, Evens, Yukaghirs, Dolgans) and the phylogenetic relationships between the investigated populations have been investigated as well. The features of allele spectrum in Yakut populations were discussed due to high prevalence of myotonic dystrophy in Yakuts. Our result supports the hypothesis of founder's effect in spread of myotonic dystrophy in Yakuts.

Введение

Исследование аллельного полиморфизма гена миотонинпротеинкиназы (БМРК) по участку (СТО)п-повторов представляет значительный интерес в двух аспектах - эволюционном и медицинском.

(СТО)п-локус, расположенный в 3 '-области гена БМРК на хромосоме 19 (ц13.3), имеет высокую степень вариабельности в популяциях и считается одним из наиболее информативных маркеров, используемых в популяционной генетике для характеристики филогенетических связей между различ-

ными этносами. В последние годы полиморфизм (СТС)г -локуса был исследован во многих популяциях мира [1-10].

С другой стороны, анализ полиморфизма (СТО)п-участка гена БМРК в популяциях необходим для исследования механизмов экспансии три-нуклеотидных повторов. Увеличение числа (СТО)п-триплетов приводит к развитию миотонической дистрофии (МД) - наследственного нейромышеч-ного заболевания, которое характеризуется широкой вариабельностью клинических проявлений (миотонией, миопатией, катарактой, сердечно-сосудистыми нарушениями, эндокринно-вегетатив-ными расстройствами, в тяжелых случаях психоневрологическими отклонениями). У здоровых людей число СТС-повторов варьирует от 5 до 37, когда как на мутантных хромосомах их число может достигать нескольких тысяч [11]. Молекулярные механизмы возникновения заболевания и факторы, влияющие на возникновение патологических аллелей, до конца не изучены. Предполагается, что мутация может возникать не единожды, и в ее появлении могут играть роль так называемые нестабильные аллели с числом СТО-повторов 5 и больше 19 [5]. Есть мнение, что предшественниками аллелей с (СТО)19 30-повторами являются (СТО)5-аллели, в свою очередь, аллели с числом повторов выше 19 в большей степени подвержены дальнейшей экспансии [5, 12]. В связи с этим исследования спектра вариантов числа СТО-триплетов в гене ОМРК в различных популяциях в норме имеют значительный интерес для медицинской генетики. Особое внимание в этом плане привлекают регионы с высокой частотой МД, в частности, Республика Саха (Якутия): в Республиканском генетическом регистре среди наследственных болезней нервной системы миотоническая дистрофия занимает второе место по частоте после спиноцеребел-лярной атаксии 1 типа (распространенность в якут-

ФЕДОРОВА Сардана Аркадьевна, зав. лаб. молекулярной генетики ЯНЦ РАМН и Правительства РС (Я), к.б.н.; СУХОМЯСОВА Айталина Лукинична, с.н.с. лаб. наследственной патологии ОМГ; НИКОЛАЕВА Ирина Аверьевна, н.с. лаб. молекулярной генетики ОМГ; КУЛИЧКИН Степан Степанович, студент V курса БГФ ЯГУ; ПЛАТОНОВ Федор Алексеевич, зам. директора по информационным технологиям ЯНЦ РАМН и Правительства РС (Я), д.м.н.; ХУСНУТДИНОВА Эльза Камилевна, зав. отделом геномики ИБГ Уфимского НЦ, проф., д.6.н.

ской популяции составляет 23,21 : 100 ООО). Высокое накопление МД наблюдается только в популяции якутов [13], когда как в популяциях других коренных этносов Якутии (юкагиров, эвенов, эвенков, долган) и у пришлого населения это заболевание практически не встречается.

Целями нашего исследования являлась характеристика спектра аллельных вариантов (СТО)п-ло-куса гена DMPK в популяциях коренных народов Якутии, оценка особенностей аллельного спектра (СТО)п-локуса в популяциях якутов в связи с высокой распространенностью МД. В данной работе представлялось также интересным оценить филогенетические взаимоотношения между исследованными популяциями на основе полиморфизма участка (CTG)n- повторов гена DMPK.

Материалы и методы. В работе были использованы 306 образцов ДНК коренных жителей Республики Саха (Якутия). Материал собран в экспедиционных выездах 2001-2003 гг. В выборку вошли неродственные индивиды, этническая принадлежность которых учитывалась до третьего поколения. Были исследованы 7 популяций: центральные якуты, населяющие Лено-Амгинское междуречье (Намский, Мегино-Кангаласский, Усть-Ал-данский, Чурапчинский, Хангаласский, Амгинский улусы РС(Я); п=68), вилюйские якуты, проживающие в бассейне реки Вилюй (Сунтарский, Вилюй-ский, Нюрбинский, Верхневилюйский улусы; п=61), северные якуты (Верхоянский, Момский, Абыйский, Среднеколымский улусы; п=66), эвенки Жиганского улуса (п=40), эвены Момского улуса (п=30), юкагиры Верхнеколымского и Нижнеколымского улусов (п=11), долганы Анабарского улуса (п=30).

ДНК выделяли из лейкоцитов периферической крови стандартным методом [14]. Для полимераз-ной цепной реакции (ПЦР) использовались прай-меры, описанные в работе Брук и соавт. [11]. Амп-лифицированные фрагменты ДНК разделяли элек-трофоретически в 8% полиакриламидном геле (соотношение акриламид:бисакриламид - 29:1.3). В качестве маркеров использовали пробы ДНК индивидов с известным числом повторов.

Статистический анализ полученных данных проводили с использованием компьютерных программ Microsat и GenePop (version 3.3, 2001). Тестирование на соответствие распределения частот генотипов закону Харди-Вайнберга проводили по модифицированному методу цепи Маркова [15]. Филогенетические деревья строили по методу связывания ближайших соседей (neighbor-joining) с

использованием программы MEGA (Molecular Evolutionary Genetics Analysis, version 2.1). Факторный анализ с использованием метода главных компонент проводили в пакете программ Statistica 5.5 (StatSoft Inc., USA).

Показатель фактической гетерозиготности рассчитывали по формуле [16] : hobs=N0/N, где N^XNL -общее количество всех гетерозигот в выборке;

- число индивидов с генотипом АА в данной выборке объема N (i^j).

Теоретическую гетерозиготность определяли по формуле [17]:

h^l-Zx^N/CN-l),

где х. - частота аллеля в популяции, N - объем выборки.

Результаты и обсуждение. Анализ распределения частот аллелей (С TG) п -л о кус а в популяциях населения Республики Саха (Якутия). Нами было проведено исследование нормального полиморфизма участка (CTG)n-noBTopoB в 3'-области гена DMPK в популяциях Якутии (трех этногеографи-ческих группах якутов, эвенков, эвенов, юкагиров, долган). В общей выборке коренных жителей Якутии (п=306) выявлено 19 аллелей (СТС)п-участка с числом повторов от 5 до 29. В популяциях Якутии число аллелей варьирует от 7 до 12. Распределение частот аллельных вариантов гена DMPK по (СТО)п-локусу приводится на диаграмме.

Согласно литературным данным, распределение частот аллелей по (СТО)п-локусу в популяциях мира в целом характеризуется как тримодальное [5, 8] с пиками (CTG)5, (CTG)„.mh (CTG),„0. Ал-лели, содержащие 6-10 повторов, относят к редким. Частоты аллелей (CTG) 15.18 несколько выше, чем (CTG)610, и значительно варьируют в различных популяциях.

Пик с 5 повторами наиболее выражен в европейских популяциях, где его частота находится в пределах 0.230-0.472 (в среднем -0.358). У коренных жителей Азии и Америки частота аллеля, содержащего 5 повторов, существенно ниже и составляет в среднем -0.210 и -0.065 соответственно. Напротив, частота пика (CTG)U u в популяциях Европы в целом ниже (0.416-0.642) в сравнении с популяциями Азии (0.565-0.853) и Америки (0.864-0.909). Третий пик, включающий нестабильные аллели (CTG) 9_30, как правило, слабо выражен во всех популяциях: у европеоидов его максимум составляет 0.131 в популяциях татар и адыгов, у монголоидов - 0.136 в популяции хантов. Крайне низкая частота этой группы аллелей (менее 0.02) за-

фиксирована в африканских популяциях [5, 7, 8], а у индейцев Америки этот пик практически не выявляется [5]. Следует отметить, что в европейских популяциях спектр «высоких» аллелей (CTG)ig 30, как правило, шире в сравнении с популяциями монголоидов, и, более того, частота этих аллелей в среднем составляет -0.085, в то время как в популяциях Азии колеблется - 0.055.

Для всех исследованных популяций Якутии характерно резкое преобладание аллелей (CTG)U 14: от 0.765 у эвенов до 0.894 у вилюйских якутов. При этом наиболее частыми во всех изученных выборках являются аллели с 12 и 13 повторами за исключением популяции юкагиров, у которых максимальную частоту имеет (CTG)n - 0.318. Пик в 5 повторов, широко распространенный у европеоидов, слабо выражен во всех популяциях РС(Я), кроме популяций эвенов и эвенков, где его частота несколько выше и достигает 0.083 и 0.150 соответственно. В популяциях эвенов, долган и юкагиров отличительной чертой распределения частот аллелей (CTG)n-локуса является относительно высокая частота группы нестабильных аллелей (0.102,0.084 и 0.092 соответственно), при этом наиболее высокий спектр этой группы аллелей выявляется у эвенов. Из группы аллелей (CTG)1930 с наибольшей частотой в популяциях РС(Я) встречаются аллели, содержащие 21,22,24 и 26 повторов. Частоты редких аллелей (CTG)610 и (CTG)1518в сумме не превышают 0.05 во всех изученных популяциях. В целом, по распределению частот аллелей (CTG)n-локуса популяции Якутии сходны с азиатскими популяциями.

Во всех изученных популяциях не выявлено существенных отклонений от равновесия Харди-Вайнберга.

Среднее значение ожидаемой гетерозиготности по (СТО)п-локусу составило 0.728 в Якутии. Среди исследованных популяций наиболее высокий уровень генетического разнообразия по (СТО)п-локусу установлен у юкагиров (hexp=0.827), а наименьший -у северных якутов (hexp=0.650). Для изученных ранее популяций Евразии значения hexp варьируют в пределах от 0.731 в популяции центральных якутов до 0.843 в популяции хантов.

Особенности аллелъного спектра (CTGJn-локу-са гена DMPK в популяциях якутов. Из исследованных популяций необходимо выделить якутов в силу особенностей распределения частот аллелей (CTG)n-noBTopoB, которое может быть охарактеризовано как одномодальное - пик в 11-14 повторов

составляет 88-89%, когда как этот локус имеет, как правило, тримодальное распределение в большинстве популяций мира. По данным литературы, схожее по характеру распределение обнаружено в тибетской популяции и у миштеков - коренных жителей Мексики [5]. Значения показателя ожидаемой гетерозиготности (hexp) свидетельствуют о низком уровне генетического разнообразия в популяциях якутов по сравнению с другими популяциями Евразии, что более характерно для изолированных этносов и островных популяций, происходящих от небольшого количества прародителей. Сходные выводы были получены нами ранее при анализе линий митохонд-риальной ДНК в популяции якутов [18]. Низкий уровень генетического разнообразия в якутской популяции также был выявлен по полиморфизму Y-хромосомы [19].

Частота аллеля (CTG)5, широко распространенного в европейских популяциях, у якутов составляет от 0.030 до 0.059 в различных этногеографи-ческих группах. Эти данные хорошо согласуются с результатами наших исследований спектра гап-лотипов митохондриальной ДНК, согласно которым содержание европеоидного компонента в генофонде якутов достаточно низкое (8.4%) [18]. Содержание нестабильных аллелей с числом повторов более 19 у якутов составляет от 4 до 5.3% в различных этногеографических группах, когда как в популяциях мира это значение варьирует от 0 до 15.1%. Таким образом, частота аллелей с нестабильными повторами сравнительно невысокая. Поэтому нет оснований предполагать, что существующие в популяции мутации гена DMPK имеют разное происхождение и возникли из нормальных аллелей большой длины. Накопление МД в якутской популяции, по-видимому, обуславливается эффектом основателя и не связано с аллелями, имеющими число триплетных повторов >19. Однако это предположение требует дальнейших исследований по гаплотипированию мутантных хромосом. Из группы нестабильных аллелей наиболее частым для якутов является аллель, содержащий 24 CTG-повтора.

В сравнении с другими популяциями Евразии значение теоретической гетерозиготности по (СТО)п-локусу в якутских популяциях наиболее низкое (от 0.650 в популяции северных якутов до 0.712 у вилюйских якутов). Тем не менее в медико-генетическом консультировании семей с МД при тестировании неродственных пациентов по (CTG)n-

участку гена DMPK более чем в 2/3 случаев выяв ляются гетерозиготы, что позволяет успешно ис пользовать этот подход в практическом здравоох ранении РС(Я) для исключения диагноза у род ственников больных МД и у пациентов с болезш ми, имеющими сходную симптоматику, например с миотонией Томсена [20].

Анализ генетических взаимоотношений между популяциями Якутии по полиморфизму (CTG повторов гена DMPK. Для оценки генетически взаимоотношений исследованных популяций и полиморфизму (CTG)n-noBTopa гена DMPK mi использовали метод главных компонент и филоге нетический анализ. На рис.1 приведено располс-жение популяций в пространстве двух главны) компонент, которые в сумме объясняют 49.3% ва риабельности аллельных частот. Как видно в це лом, популяции Якутии образуют широкий клас тер совместно с южными азиатскими популяция ми, такими, как тибетцы, японцы, калмыки и оро ки. По результатам факторного анализа к южны» популяциям оказались более близки эвенки, эвены i юкагиры, что обусловлено большей частотой алле лей (CTG)5 и (CTG)19 30 и в целом средними для ази атских популяций показателями распределения ча стот аллелей (CTG)n-noBTopoB по сравнению с яку тами. Все популяции Якутии проявляют достаточ ные различия по значениям двух главных компо нент за исключением вилюйских и центральны! якутов, обнаруживающих тесное генетическое род ство.

Нами также был проведен филогенетически» анализ взаимоотношений популяций Якутии. Ре зультаты объединены в виде дендрограммы, построенной по алгоритму объединения «ближайшш соседей» (neighbor joining) (рис. 2). Популяции Якутии делятся на два кластера: первый образован вилюйскими якутами и эвенками, во втором кластере последовательно ответвляются центральные и северные якуты, юкагиры, эвены, долганы

Как факторный, так и кластерный анализы выявляют тесное генетическое родство между центральными и вилюйскими якутами и некоторуи обособленность популяции северных якутов от двух других этногеографических групп. По данным филогенетического анализа, северные якуты входят в один кластер с малочисленными народами Севера - юкагирами, эвенами и долганами. Любопытно отметить, что исследованная в данной работе популяция эвенков Жиганского улуса дистанцирована от других северных популяций Якутии

(эвенов, долган, юкагиров, северных якутов) и проявляет наибольшую генетическую близость с популяцией вилюйских якутов.

Полученные нами данные о генетических взаимоотношениях между популяциями по полиморфизму (СТС)п-участка гена ЭМРК требуют дополнения с использованием большего количества ДНК-маркеров и могут быть полезны в дальней-

шем для более полной характеристики генетических связей между народами Якутии.

Авторы выражают глубокую признательность за поддержку в сборе материала сотрудникам ОМГ ЯНЦ РАМН и правительства РС(Я) Говоровой М.Д., Старостиной Л.В., Захаровой В.А., Павлову Ф.В., Павловой H.H. и зав. МГК РБ №1-НЦМ РС(Я) Ноговицыной А.Н.

Юкагиры Долганы Эвены Эвенки Якуты северные Якуты вилюиские Якуты центральные

Якуты центральные 0 Якуты вилюйские

Якуты северные О Эвенки

Эвены

Долганы

а Юкагиры_

Диаграмма. Частоты аллелей гена DMPK по участку

0,15

Западная Евдор русские

башкиры

белорусы

украинцы

русские

♦

украинцы

* башкиры

4

башкиры

* коряки

* ♦ узбеки

♦ русские (Ошевенск) ♦ уйгуры

^ русские (Холмогоры) ♦ татары ♦ ч*ваши

ф башкиры (Стерлибашевский) ^ ♦ ханты казахи

• ороки японцы

буряты *

юкагиры

♦ тибетцы

♦ вилюйские якуты

♦ центральные якуты

северные якуты

РС1

Рис. 1. Положение популяций Евразии в пространстве двух главных компонент по частотам (СГО)п- локуса гена БМРК

Эвены

Долганы

Юкагиры Северные якуты

Центральные якуты

Вилюйские якуты

Эвенки

Ь-1

0.1

Рис. 2. Дендрограмма генетических взаимоотношений между популяциями Якутии, построенная по методу связывания ближайших соседей

Литература

1. Фатхлисламова Р.И., Хидиятова ИМ., Хуснутди-нова Э.К., Попова С.Н., СломинскийП.А., Лимборская С.А. Анализ полиморфизма CTG-повторов в гене миотоничес-кой дистрофии в популяциях народов Волго-Уральского региона // Генетика. - 1999. - Т. 35. - С. 988-993.

2. Попова С.Н., Микулич А.И., Сломинский П.А., Шадрина М.И., ПомазановаМ.А., Лимборская С.А. Полиморфизм повтора (CTG)n в гене миотонинпротеинкиназы (DM) в популяциях белорусов: анализ внутриэт-нической гетерогенности // Генетика. - 1999. - Т. 35. - С. 994-997.

3. Popova S.N., Slominsky Р.А., Pocheshnova Е.А., Balanovskaya E. V., Tarskaya L.A., Bebyakova N.A., Bets L. V., Ivanov V.R, Livshils L.A., Khusnutdinova E.K., Spitsyn V.A., Lymborska S.A. Polymorphism of trinucleotide repeats in loci DM, DRPLA and SCA1 in East European populations // European journal of Human Genetics. - 2001. - V. 9. -P. 829-835.

4. Попова C.H., Сломинский П.А., Галушкин C.H., ТарскаяЛ.А., Спицын В.А., Гусева И.А., Лимборская С.А. Анализ аллельного полиморфизма триплетных повторов (CTG)n и (CAG)n в генах DM, DRPLA и SCA1 в различных популяциях России // Генетика. - 2003. - Т. 38. -С. 1549-1553.

5. Zerylnick С., Torroni A., Sherman S.L., Warren S.T. Normal variation at the myotonic dystrophy locus in global human populations // Am.J. Hum.Genet. 1995. - V. 56. -P. 123-130.

6. Davies J., Yamagata H., Shelbourne P., Buxton J., Ogihara Т., Nokelainen P., Nakagawa M., Williamson R., Johnson K., Miki T. Comparison of the myotonic dystrophy associated CTG repeat in European and Japanese populations // J.Med.Genet. 1992. - V. 29. - P. 766-769.

7. Coldman A., Ramsay M., Jenkins T. Absence of myotonic dystrophy in southern African Negroids is associated with a significantly lower number of CTG trinucleotide repeats// J.Med.Genet. 1995. -V. 34. - P. 37-40.

8. Watkins W.S., Bamshad M., Jorde L.B. Population genetics of trinucleotide repeat polymorphisms// Human Molecular Genetics. 1995.-V. 4. - P. 1485-1491.

9. Иващенко Т.Э., Глазов П.Б., Хромов-Борисов Н.Н., Баранов B.C. Популяционный анализ тринуклеотидных CTG-повторов в гене миотонической протеинкиназы I //Генетика. 1997.-Т. 33.-С. 1287-1290.

10. Pan Н„ Lin Н, Ки W„ Li Т., Li S., Lin С., Hsiao К. Haplotype analysis of the myotonic dystrophy type 1 (DM1) locus in Taiwan : implications for low prevalence and founder mutations of Taiwanese myotonic dystrophy type // European journal of Human Genetics. 2001. - V. 9. - P. 63 8-641.

11. Brook J.D., McCurrach M.F., Harley H.G., Buckler A.J., Church D., Aburatani H., Hunter K. Molecular basis of myotonic dystrophy: expansion of a trinucleotide (CTG) repeat at 3'end of a transcript encoding a protein kinase family member // Cell. 1992. - V. 68. - P. 799-808.

12. ImbertG., Kretz C., Johnson K., MandelJ.-L. Origin of the expansion mutation in myotonic dystrophy // Nature Genet. 1993. -V. 4. - P. 72-76.

13. Kopomoe M.H., Кузьмина З.М. К вопросу о распространенности семейно-наследственных заболеваний нервной системы в Республике Саха (Якутия) // Тез. докл. 1-го Рос. съезда мед. генетиков. - М. 1994. - Ч. 1. -С. 108.

14. Медицинские лабораторные технологии: Справочник / Под ред. А.И. Карпищенко. СПб.: Интермедика, 1999.-Т. 2.-604 с.

15. Guo S. W. and Thompson Е.А. Performing the exact test of Hardy-Weinberg proportions for multiple alleles // Biometrics. 1992. - V. 48. - P. 361-372.

ХЛЕБНЫЙ, КЕРШЕНГОЛЬЦ

16. ЖивотовскийЛ.А. Популяционная биометрия. -М.: Наука, 1991,- 105 с.

17. Nei М. Molecular Evolutionary Genetics. 1987. New York: Columbia University Press.

18. Федорова С.А., Бермишева M.A., Виллемс P., Максимова H.P., Хуснутдинова Э.К. Анализ линий ми-тохондриальной ДНК в популяции якутов // Молекулярная биология. - 2003. - Т. 37. - С. 643-653.

19. Pakendorf B., Morar B., Tarskaia L.A., Kayser M., Soodyal H., Rodewald A., Stoneking M. Y-chromosomal evidence for a strong reduction in male population size of Yakuts // Human genetics. 2002. - V. 110. - P. 198-200.

20. SukhomyasovaA.L., MaximovaN.R., NikolaevaI.A., StepanovaS.K., FedorovaS.A., NogovitsinaA.N, Myotonic dystrophy in Yakutia // European human genetics conference, Munich, Germany, 2004. - P. 124.

— ♦>♦>♦:♦ —

УДК 574.24:579.2.2

К вопросу о физико-химических механизмах формирования ответных адаптивных реакций одноклеточных организмов на действие стресс-факторов среды

Е.С. Хлебный, Б.М. Кершенгольц

В работе исследованы адаптивные изменения функционирования генома дрожжевых клеток штамма Cuf liver и вторичного биогенного излучения этих клеток при их адаптации к действию физическш (у-радиация) и химических факторов (различные концентрации колхицина, этанола и нитрит-анионов) стресс-факторов. Установлено, что ответная реакция клеток на действие стресс-фактора нелинейная, при этом происходят конформационные перестройки водных и водно-этанольных кластеров, которые сопровождаются вторичным биогенным излучением. Была подтверждена рабочая гипотеза, согласно которой интенсивность вторичного биогенного излучения зависит от степени структурированности молекул биополимеров (прежде всего ДНК) и надмолекулярных структур (водные и водно-этанолъные кластеры), а также интенсивности га конформационных изменений.

In work adaptive changes offunctioning of a genome of yeast cells culture Cuf liver and secondary biogenic radiance of these cells have been investigated, at their acclimatization to action physical (г-radiation) and chemical factors (various concentrations of a colchicine, ethanol and nitrite - anion) stresses - factors. It is established, that response of cells to action of the stress - factor nonlinear, thus descend conformational rearrangements water and aqueous-alcoholic clusters which are accompanied by secondary biogenic radiance. The working hypothesis has been confirmed, according to which intensity of secondary biogenic radiance depends on a degree of structuredness of moléculas of biopolmers (first of all DNA) and supramolecular frames (water and aqueous-alcoholic clusters) and as their intensity conformational changes.

Введение

По определению создателя теории стресса, лауреата Нобелевской премии Г. Селье, «жизнь - это постоянный процесс адаптации к постоянно изменяющимся условиям внешней среды» [35]. Основой адап-таций является протекание совокупности регулятор-ных процессов в живой системе, обеспечивающих адекватность метаболических реакций новым условиям среды (сохранение гомеостаза) [8, 38].

Саморегуляция в термодинамически открытых и сильно неравновесных биологических системах достигается за счет нелинейного функционирования регуляторных систем на основе отрицательных

ХЛЕБНЫЙ Ефим; Сергеевич, аспирант ЯГУ, ассистент кафедры биохимии ЯГУ; КЕРШЕНГОЛЬЦ Борис Моисеевич, профессор, академик АН РС(Я), зав. кафедрой биохимии ЯГУ и Межведомственной лабораторией экологической и медицинской биохимии ИБПК СО РАН и ЯГУ, главный учёный секретарь АН РС(Я), д.б.н.

и положительных обратных связей. Именно за счет этих регуляторных систем происходит адаптация организмов к изменяющимся условиям внешней среды, т.е. благодаря этим системам организм способен развиваться в столь быстро изменяющихся условиях внешней среды. Таким образом, онтогенез и эволюция организмов являются самоорганизующимися процессами. Суть их заключается в трансформациях диссипативных структур (и их суперпозиций — диссипативных состояний) организма через стадии «динамического хаоса» на основе синхронизации во времени переключений блоков генетической информации под управляющим влиянием факторов внешней среды и эндогенных межклеточных регуляторов химической и физической природы [9, 10, 20, 21, 29, 33, 39].

Следует подчеркнуть, что «управляющее влияние факторов внешней среды» заключается в изменениях диссипативных структур эндогенных сред организма: водных (т.к. клетка состоит на 80%