Тема закрыта
АНАЛИЗ АЛЛЕЛЬНОГО ПОЛИМОРФИЗМА 15 АУТОСОМНЫХ STR-ЛОКУСОВ ДНК В КАЗАХСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Используемые для исследования в молекулярно-генетической экспертизе идентификации личности и установления родства гипервариабельные STR-локусы проявляют этно-расовую специфичность, что требует знания частот встречаемости каждого этноса для получения достоверно значимых результатов.
В настоящее время в Казахстане проживает более 16,9 млн. человек (данные по состоянию на 1.04.2013 г.), представители более чем 120 национальностей. По национальному составу (данные по переписи 25 февраля 2009 года) казахи составляют 63,07% всего населения. Наиболее крупные этнические группы, населяющие современный Казахстан - русские (23,7%), узбеки (2,8%), украинцы (2,1%), уйгуры (1,4%), татары (1,3%), немцы (1,1%), а также представители других национальностей1.
В экспертной практике среди лиц, в отношении которых проводятся молекулярно-генетические исследования, наиболее часто встречаются представители казахской и русской этнической принадлежности.
Ранее нами уже проводилась работа по анализу частот встречаемости аллелей 15-полиморфных STR-локусов ДНК в казахской и русской популяциях Казахстана2. Однако, была использована небольшая выборка (n=167), которая не отражает полной картины полиморфизма изучаемых локусов. Поэтому исследования по анализу частот встречаемости аллелей нами были продолжены и в данной работе изложены результаты изучения казахской популяции Казахстана.
Целью исследования было изучение полиморфизма и определение частот встречаемости аллелей 15 STR-локусов ДНК лиц казахской национальности, проживающих на территории Казахстана.
В основу исследования положены результаты экспертной практики лабораторий молекулярно-генетической экспертизы Институтов судебной экспертизы по г. Алматы и Карагандинской области Центра судебной экспертизы Министерства юстиции Республики Казахстан.
Принимая во внимание, что в настоящее время имеют место значительные миграционные потоки внутри страны, а также тот факт, что в молекулярно-генетической лаборатории Института судебной экспертизы по г. Алматы проводятся экспертизы из всех регионов Казахстана, считаем, что полученные данные включают в себя информацию о генотипах лиц казахской национальности, проживающих в различных регионах и могут быть использованы применительно ко всему казахскому населению Казахстана.
Нами были обобщены и изучены результаты молекулярно-генетических исследований за период с 2006 по 2013 годы по установлению спорного отцовства и за период 2009-2013 гг. по идентификации личности. Так называемая «семейная выборка», состоит из образцов неродственных лиц (предполагаемых отцов и матерей), проходивших экспертизу по установлению отцовства (n=1213). «Криминалистическая выборка» представлена образцами лиц, проходивших в качестве потерпевших и подозреваемых лиц при производстве молекулярно-генетических экспертиз по различным категориям уголовных дел (n=637). Общее количество проанализированных образцов - 1850. Для анализа были взяты генотипы лиц только казахской национальности. Генотипы лиц, имеющих другую национальность или смешанное происхождение, не учитывались.
Выделение ДНК из образцов крови и буккального эпителия проводили с использованием следующих наборов реактивов: «ДНК-сорб-В» (АмплиСенс, Россия), «DNA IQ ™» (Promega, США), «ReadyAmpTM» (Promega, USA), согласно методике3.
Типирование полиморфных STR-локусов в полученных препаратах ДНК проводили в мультилокусном формате с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием систем энзиматической амплификации «AmpFlSTR Identifiler» и «AmpFlSTR Identifiler Plus» (Applied Biosystems, США) по 15 аутосомным локусам (D8S1179, D21S11, D7S820, CSF1PO, D3S1358, THO1, D13S317, D16S539, D2S1338, D19S433, vWA, TPOX, D18S51, D5S818, FGA) согласно методике4.
_____________________________________
1 Данные агентства Республики Казахстан по статистике; www.stst.kz.
2 Ветринская А.А., Кузовлева Е.Б., Красоткин Е.В. Анализ частот встречаемости аллелей 15 полиморфных STR-локусов ДНК в казахской и русской популяциях Казахстана. /В сб. Доклады и сообщения международной научно-практической конференции «Восток-Запад: партнерство в судебной экспертизе». Алматы, 18-19 сентября, 2007 г. С.102-105.
3 Методика выделения ДНК из различных объектов биологического происхождения для молекулярно-генетического исследования. Астана, 2006.
4 Методика судебно-экспертного молекулярно-генетического исследования с целью установления кровного родства. Астана, 2006; Методика судебно-экспертного молекулярно-генетического исследования с целью идентификации личности. Астана, 2006.
Полимеразную цепную реакцию проводили с использованием ДНК-амплификатора «GeneAmp PCR System 2720» («Applied Biosystems», США), внося в реакционную смесь (общий объем 25 мкл) по 10 мкл полученных препаратов геномной ДНК. Для оценки специфичности реакции амплификации использовали положительный (контрольная ДНК 9947А с известными генетическими признаками из набора реагентов) и отрицательный (проба без ДНК) контроли.
Разделение и детекцию флуоресцентно меченых амплифицированных фрагментов проводили с использованием генетического анализатора «ABI Prism 3130» («Applied Biosystems», США). Идентификацию аллелей проводили с помощью программного комплекса «GeneMapperlD» v.3.2 на основе входящего в состав набора аллельного лэддера.
В результате проведенных исследований для каждого образца ДНК получен индивидуальный геномный профиль по 15 локусам микросателлитной ДНК.
Основными показателями, наиболее часто использующимися для характеристики полиморфизма микросателлитов ДНК в различных популяциях, является число наблюдаемых аллелей в локусе и частота встречаемости аллелей, выявленных в каждом индивидуальном локусе, а также степень гетерозиготности.
Анализ частот встречаемости аллелей был проведен с использованием программного обеспечения Microsoft Office Exell. Частоты встречаемости аллелей представлены в таблице 1. Обобщенные данные, характеризующие полиморфизм 15 аутосомных STR-локусов ДНК лиц казахской национальности, представлены в таблице 2.
В общей сложности по 15 локусам в исследуемой выборке (n=1850) выявлено 182 аллеля, число наблюдаемых аллелей в локусе варьирует от 8 (локус ТРОХ) до 22 (локус FGA).
Наибольшим полиморфизмом характеризуются локусы FGA (22 аллеля), D18S51 и D21S11 (20 и 18 аллелей соответственно). В этих же локусах FGA и D18S51 отмечается также и высокий уровень гетерозиготности - 0,86, что свидетельствует о значительной вариабельности генетических признаков.
Наименьшее количество аллелей (8) наблюдается в локусах ТРОХ и ТН01. Также в локусе ТРОХ отмечается самый низкий уровень гетерозиготности (0,65), при этом частота встречаемости аллеля 8 составляет 0,5150 и превышает наибольшие частоты встречаемости аллелей во всех других локусах.
Высокая частота встречаемости отдельных аллелей (более 0,3) наблюдается в нескольких локусах: CSF (аллель 12), D3S1358 (аллели 15, 16), D5S818 (аллель 11). Во всех других локусах наибольшие частоты встречаемости аллелей варьируются от 0,13 до 0,29. В каждом локусе, как правило, наблюдается по 2 аллеля с наибольшей частотой встречаемости.
Практически во всех локусах (за исключением CSF) выявлены редкие аллели, которые встречаются не более 5 раз.
Наблюдаемая степень гетерозиготности во всех локусах довольно высокая и варьируется в диапазоне от 0,74 до 0,86, за исключением локуса ТРОХ - 0,65.
При сравнительном анализе частот встречаемости аллелей, рассчитанных в настоящей работе, с частотами аллелей, полученными ранее при анализе небольшой выборки1, установлено, что при увеличении объема выборки (в данном случае более чем в 10 раз) в большинстве локусов наблюдается большее количество аллелей, в том числе редких. Но при этом характер соотношения частот встречаемости в пределах каждого локуса не изменился.
Таким образом, в результате проведенных исследований составлена молекулярно-генетическая характеристика казахской популяции по 15 аутосомным STR-локусам ДНК: выявлен значительный генетический полиморфизм, рассчитана частота встречаемости аллелей и уровень гетерозиготности по каждому локусу.
Полученные данные необходимы для проведения вероятностно-статистической обработки выявленных генетических признаков при производстве судебной молекулярно-генетической экспертизы с целью идентификации личности и установления кровного родства.
__________________________________
1 Ветринская А.А., Кузовлева Е.Б., Красоткин Е.В. Указ. раб.
Таблица 1 - Частоты встречаемости аллелей аутосомных STR-локусов у казахского населения Казахстана
Локус
Число наблюдаемых аллелей
Аллель
Частота встречаемости аллеля
Степень гетерозиготности
D8S1179
11
8
0,0088
0,83
9
0,0042
N=1842
10
0,0911
11
0,0612
12
0,1192
13
0,2817
14
0,2400
15
0,1329
16
0,0499
17
0,0098
18
0,001
D21S11
18
21
0,0004
0,83
25
0,0007
N=1828
26
0,0028
27
0,0117
28
0,0752
28.2
0,005
29
0,2399
29.2
0,0014
30
0,2924
30.2
0,0266
31
0,1072
31.2
0,0728
32
0,0124
32.2
0,1104
33
0,0032
33.2
0,0323
34.2
0,0053
35.2
0,0004
D7S820
9
6
0,0004
0,81
7
0,0080
N=1796
8
0,2313
9
0,091
10
0,1975
11
0,2524
12
0,1786
13
0,0374
14
0,0036
CSF1PO
9
7
0,0025
0,74
8
0,0053
N=1836
9
0,0388
10
0,2463
11
0,2978
12
0,3282
13
0,0677
14
0,0106
15
0,0028
D3S1358
10
11
0,0003
0,77
12
0,0014
N=1848
13
0,0021
14
0,0588
15
0,3261
15.2
0,0007
16
0,3177
17
0,2012
18
0,0903
19
0,0045
THO1
8
5
0,0017
0,79
6
0,1761
N=1881
7
0,2271
8
0,1118
8.3
0,0003
9
0,288
9.3
0,1799
10
0,0144
D13S317
9
7
0,0004
0,84
8
0,205
N=1829
9
0,1174
10
0,1122
11
0,2507
12
0,2298
13
0,0557
14
0,0312
15
0,0007
D16S539
9
8
0,0215
0,80
9
0,2189
N=1840
10
0,1179
11
0,2329
12
0,2424
13
0,1355
14
0,0296
15
0,0011
16
0,0003
D2S1338
14
14
0,0004
0,85
N=1694
16
0,0121
17
0,0955
18
0,1151
19
0,1946
20
0,1331
21
0,0219
22
0,0423
23
0,1684
24
0,1178
25
0,0799
26
0,0149
27
0,0043
28
0,0031
D19S433
14
11
0,0005
0,85
12
0,0459
N=1716
12.2
0,0062
13
0,2656
13.2
0,0293
14
0,2629
14.2
0,0894
15
0,1592
15.2
0,1288
16
0,0289
16.2
0,0239
17
0,0023
17.2
0,0012
18.2
0,0031
vWA
11
12
0,0010
0,83
13
0,0055
N=1830
14
0,1100
15
0,0687
15.2
0,0003
16
0,229
17
0,2467
18
0,2123
19
0,0947
20
0,0125
21
0,0010
TPOX
8
4
0,0003
0,65
7
0,0068
N=1861
8
0,5150
9
0,1092
10
0,0479
11
0,2758
12
0,0397
13
0,0051
D18S51
20
6
0,0008
0,86
8
0,0004
N=1853
9
0,0008
10
0,0027
11
0,0058
12
0,0528
13
0,1658
14
0,2394
14.2
0,0008
15
0,1368
16
0,1218
17
0,0844
18
0,0513
19
0,0544
20
0,0328
21
0,0243
22
0,0131
23
0,0058
24
0,005
25
0,0008
D5S818
10
7
0,0303
0,77
8
0,0014
N=1823
9
0,0480
10
0,0975
11
0,3794
12
0,2840
13
0,1484
14
0,0096
15
0,0011
17
0,0004
FGA
22
16
0,0004
0,86
17
0,0018
N=1756
18
0,0117
19
0,0542
19.2
0,0004
20
0,0627
20.2
0,0015
21
0,1254
21.2
0,0026
22
0,1547
22.2
0,0051
23
0,1924
23.2
0,0062
24
0,2126
24.2
0,0018
25
0,1118
25.2
0,0033
26
0,0432
26.2
0,0004
27
0,0062
28
0,0007
30
0,0004
Таблица 2 - Результаты анализа 15 STR-локусов ДНК у казахского населения Республики Казахстан
№
Локус
Число наблюдаемых аллелей в локусе (М)
Наиболее часто встречающиеся аллели
Степень гетерозиготности (Н)
Аллель
Частота (q)
1
D8S1179
11
13
14
0,2817
0,2400
0,83
2
D21S11
18
29
30
0,2399
0,2924
0,83
3
D7S820
9
8
11
0,2313
0,2524
0,81
4
CSF1PO
9
11
12
0,2978
0,3282
0,74
5
D3S1358
10
15
16
0,3261
0,3177
0,77
6
TH01
8
7
9
0,2271
0,2880
0,79
7
D13S317
9
11
12
0,2507
0,2298
0,84
8
D16S539
9
11
12
0,2329
0,2424
0,80
9
D2S1338
14
19
23
0,1946
0,1684
0,85
10
D19S433
14
13
14
0,2656
0,2629
0,85
11
vWA
11
16
17
0,2290
0,2647
0,83
12
TPOX
8
8
11
0,5150
0,2758
0,65
13
D18S51
20
14
15
0,2394
0,1368
0,86
14
D5S818
10
11
12
0,3794
0,2840
0,77
15
FGA
22
23
24
0,1924
0,2126
0,86
АНАЛИЗ АЛЛЕЛЬНОГО ПОЛИМОРФИЗМА 15 АУТОСОМНЫХ STR-ЛОКУСОВ ДНК В КАЗАХСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Используемые для исследования в молекулярно-генетической экспертизе идентификации личности и установления родства гипервариабельные STR-локусы проявляют этно-расовую специфичность, что требует знания частот встречаемости каждого этноса для получения достоверно значимых результатов.
В настоящее время в Казахстане проживает более 16,9 млн. человек (данные по состоянию на 1.04.2013 г.), представители более чем 120 национальностей. По национальному составу (данные по переписи 25 февраля 2009 года) казахи составляют 63,07% всего населения. Наиболее крупные этнические группы, населяющие современный Казахстан - русские (23,7%), узбеки (2,8%), украинцы (2,1%), уйгуры (1,4%), татары (1,3%), немцы (1,1%), а также представители других национальностей1.
В экспертной практике среди лиц, в отношении которых проводятся молекулярно-генетические исследования, наиболее часто встречаются представители казахской и русской этнической принадлежности.
Ранее нами уже проводилась работа по анализу частот встречаемости аллелей 15-полиморфных STR-локусов ДНК в казахской и русской популяциях Казахстана2. Однако, была использована небольшая выборка (n=167), которая не отражает полной картины полиморфизма изучаемых локусов. Поэтому исследования по анализу частот встречаемости аллелей нами были продолжены и в данной работе изложены результаты изучения казахской популяции Казахстана.
Целью исследования было изучение полиморфизма и определение частот встречаемости аллелей 15 STR-локусов ДНК лиц казахской национальности, проживающих на территории Казахстана.
В основу исследования положены результаты экспертной практики лабораторий молекулярно-генетической экспертизы Институтов судебной экспертизы по г. Алматы и Карагандинской области Центра судебной экспертизы Министерства юстиции Республики Казахстан.
Принимая во внимание, что в настоящее время имеют место значительные миграционные потоки внутри страны, а также тот факт, что в молекулярно-генетической лаборатории Института судебной экспертизы по г. Алматы проводятся экспертизы из всех регионов Казахстана, считаем, что полученные данные включают в себя информацию о генотипах лиц казахской национальности, проживающих в различных регионах и могут быть использованы применительно ко всему казахскому населению Казахстана.
Нами были обобщены и изучены результаты молекулярно-генетических исследований за период с 2006 по 2013 годы по установлению спорного отцовства и за период 2009-2013 гг. по идентификации личности. Так называемая «семейная выборка», состоит из образцов неродственных лиц (предполагаемых отцов и матерей), проходивших экспертизу по установлению отцовства (n=1213). «Криминалистическая выборка» представлена образцами лиц, проходивших в качестве потерпевших и подозреваемых лиц при производстве молекулярно-генетических экспертиз по различным категориям уголовных дел (n=637). Общее количество проанализированных образцов - 1850. Для анализа были взяты генотипы лиц только казахской национальности. Генотипы лиц, имеющих другую национальность или смешанное происхождение, не учитывались.
Выделение ДНК из образцов крови и буккального эпителия проводили с использованием следующих наборов реактивов: «ДНК-сорб-В» (АмплиСенс, Россия), «DNA IQ ™» (Promega, США), «ReadyAmpTM» (Promega, USA), согласно методике3.
Типирование полиморфных STR-локусов в полученных препаратах ДНК проводили в мультилокусном формате с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием систем энзиматической амплификации «AmpFlSTR Identifiler» и «AmpFlSTR Identifiler Plus» (Applied Biosystems, США) по 15 аутосомным локусам (D8S1179, D21S11, D7S820, CSF1PO, D3S1358, THO1, D13S317, D16S539, D2S1338, D19S433, vWA, TPOX, D18S51, D5S818, FGA) согласно методике4.
_____________________________________
1 Данные агентства Республики Казахстан по статистике; www.stst.kz.
2 Ветринская А.А., Кузовлева Е.Б., Красоткин Е.В. Анализ частот встречаемости аллелей 15 полиморфных STR-локусов ДНК в казахской и русской популяциях Казахстана. /В сб. Доклады и сообщения международной научно-практической конференции «Восток-Запад: партнерство в судебной экспертизе». Алматы, 18-19 сентября, 2007 г. С.102-105.
3 Методика выделения ДНК из различных объектов биологического происхождения для молекулярно-генетического исследования. Астана, 2006.
4 Методика судебно-экспертного молекулярно-генетического исследования с целью установления кровного родства. Астана, 2006; Методика судебно-экспертного молекулярно-генетического исследования с целью идентификации личности. Астана, 2006.
Полимеразную цепную реакцию проводили с использованием ДНК-амплификатора «GeneAmp PCR System 2720» («Applied Biosystems», США), внося в реакционную смесь (общий объем 25 мкл) по 10 мкл полученных препаратов геномной ДНК. Для оценки специфичности реакции амплификации использовали положительный (контрольная ДНК 9947А с известными генетическими признаками из набора реагентов) и отрицательный (проба без ДНК) контроли.
Разделение и детекцию флуоресцентно меченых амплифицированных фрагментов проводили с использованием генетического анализатора «ABI Prism 3130» («Applied Biosystems», США). Идентификацию аллелей проводили с помощью программного комплекса «GeneMapperlD» v.3.2 на основе входящего в состав набора аллельного лэддера.
В результате проведенных исследований для каждого образца ДНК получен индивидуальный геномный профиль по 15 локусам микросателлитной ДНК.
Основными показателями, наиболее часто использующимися для характеристики полиморфизма микросателлитов ДНК в различных популяциях, является число наблюдаемых аллелей в локусе и частота встречаемости аллелей, выявленных в каждом индивидуальном локусе, а также степень гетерозиготности.
Анализ частот встречаемости аллелей был проведен с использованием программного обеспечения Microsoft Office Exell. Частоты встречаемости аллелей представлены в таблице 1. Обобщенные данные, характеризующие полиморфизм 15 аутосомных STR-локусов ДНК лиц казахской национальности, представлены в таблице 2.
В общей сложности по 15 локусам в исследуемой выборке (n=1850) выявлено 182 аллеля, число наблюдаемых аллелей в локусе варьирует от 8 (локус ТРОХ) до 22 (локус FGA).
Наибольшим полиморфизмом характеризуются локусы FGA (22 аллеля), D18S51 и D21S11 (20 и 18 аллелей соответственно). В этих же локусах FGA и D18S51 отмечается также и высокий уровень гетерозиготности - 0,86, что свидетельствует о значительной вариабельности генетических признаков.
Наименьшее количество аллелей (8) наблюдается в локусах ТРОХ и ТН01. Также в локусе ТРОХ отмечается самый низкий уровень гетерозиготности (0,65), при этом частота встречаемости аллеля 8 составляет 0,5150 и превышает наибольшие частоты встречаемости аллелей во всех других локусах.
Высокая частота встречаемости отдельных аллелей (более 0,3) наблюдается в нескольких локусах: CSF (аллель 12), D3S1358 (аллели 15, 16), D5S818 (аллель 11). Во всех других локусах наибольшие частоты встречаемости аллелей варьируются от 0,13 до 0,29. В каждом локусе, как правило, наблюдается по 2 аллеля с наибольшей частотой встречаемости.
Практически во всех локусах (за исключением CSF) выявлены редкие аллели, которые встречаются не более 5 раз.
Наблюдаемая степень гетерозиготности во всех локусах довольно высокая и варьируется в диапазоне от 0,74 до 0,86, за исключением локуса ТРОХ - 0,65.
При сравнительном анализе частот встречаемости аллелей, рассчитанных в настоящей работе, с частотами аллелей, полученными ранее при анализе небольшой выборки1, установлено, что при увеличении объема выборки (в данном случае более чем в 10 раз) в большинстве локусов наблюдается большее количество аллелей, в том числе редких. Но при этом характер соотношения частот встречаемости в пределах каждого локуса не изменился.
Таким образом, в результате проведенных исследований составлена молекулярно-генетическая характеристика казахской популяции по 15 аутосомным STR-локусам ДНК: выявлен значительный генетический полиморфизм, рассчитана частота встречаемости аллелей и уровень гетерозиготности по каждому локусу.
Полученные данные необходимы для проведения вероятностно-статистической обработки выявленных генетических признаков при производстве судебной молекулярно-генетической экспертизы с целью идентификации личности и установления кровного родства.
__________________________________
1 Ветринская А.А., Кузовлева Е.Б., Красоткин Е.В. Указ. раб.
Таблица 1 - Частоты встречаемости аллелей аутосомных STR-локусов у казахского населения Казахстана
