Монгольский генетический компонент в генофонде коренных народов Сибири, Центральной Азии и Восточной Европы

Российскими учёными-генетиками Томского НИМЦ РАН, а также Уфимского ФИЦ РАН выявлен вклад монгольского по происхождению компонента в генофонд различных этносов Сибири, Центральной Азии и Волго-Уральского региона, который присутствует у монголоязычных и тюркоязычных этносов. Анализ состава различных сублиний гаплогрупп Y-хромосомы показывает, что привнесение этого генетического компонента было связано с различными по времени миграционными событиями и разными по происхождению родоплеменными группами.

Введение

Обширная евразийская степная зона, простирающаяся от Монголии на востоке и до Венгрии на западе, была свидетелем динамичной демографической истории.

Монгольская экспансия из Восточной степи на запад в эпоху средневековья несла не только волны глобальных миграций племён и народов, но и сформировала генетическую неоднородность населения Центральной Азии. Поток людей из Восточной степи на запад, сопровождаемый монгольской знатью, был более частым в XIII веке, чем когда-либо прежде.

Исторические и генетически подтверждённые данные показали, что население восточных степей повлияло на генетический состав жителей Центральной Азии, чья генетическая структура имеет вид звездоподобных паттернов с предковыми популяциями из Северо-Восточной Азии.

Монгольская империя возникла и создала самую большую континентальную империю в Азии и Восточной Европе в XIII веке, контролируя обширные территории и торговые пути, а разнообразное население стекалось в центр евразийского материка. Существование Монгольской империи в исторический период положило начало формированию генофонда современных жителей Центральной Азии с восточноазиатским происхождением.

Изучение генетической структуры современных популяций человека позволяет детально раскрыть ряд вопросов, связанных с формированием их генофонда и этногенезом. Современные методы, применяемые в молекулярно-генетических исследованиях, и новые биоинформационные подходы позволяют достоверно выявлять различные предковые генетические компоненты в составе генофонда различных народов.

Большинство этносов Сибири, Центральной Азии и Восточной Европы являются своеобразным пазлом из различных предковых генетических компонентов, которые различаются по времени появления, направлениям миграций их носителей, их антропологической и языковой принадлежности. Одним из недавних по времени появления компонентов в их генофонде является монгольский генетический компонент, маркирующий одну из самых последних волн миграций на территории Северной Евразии.

Цель исследования: выявление доли монгольского генетического компонента в генофонде различных коренных этносов Сибири, Центральной Азии и Восточной Европы.

Материалы и методы

Мы использовали данные генотипов по 1677114 аутосомным SNP (биочип Illumina Multi-Ethnic Global-8) 1238 образцов из различных популяций Сибири, Центральной Азии и Восточной Европы (42 выборки) для анализа компонентного состава их генофонда и данные генотипирования более 3000 Y-хромосомных SNР и 44 YSTR у более 3500 образцов мужчин, представляющих коренное население Сибири, Центральной Азии, Волго-Уральского региона и Кавказа (более 70 выборок) для сравнительного анализа Y-хромосомных гаплогрупп, маркирующих тюркский генетический компонент.

Для выявления компонентов и количества примесей у отдельных индивидов и популяций была использована методика NGS-admix и программа ADMIXTURE, а также проведён сравнительный анализ данных аутосомных SNP и гаплогрупп и гаплотипов Y-хромосомы. Практика применения этого подхода для анализа как чиповых, так и полногеномных данных, показывает его высокую эффективность при анализе значительных массивов генотипических данных их различных популяций. Эта информация позволяет более точно судить о сходстве или различии сравниваемых групп, структуре генетической дифференциации различных групп по составу предковых компонентов и степени этих различий, а также о процессе формирования их генофонда.

Результаты

Анализ накопленного нами массива данных по аутосомным SNР в популяциях различных регионов показал, что, начиная от К=8, в общем массиве анализируемых популяций отчётливо выделяется компонент практически полностью доминирующий у дунган* (91%), монголоязычных бурятов (63%) и калмыков (54%). Наиболее чётко он проявляется при К=12. Именно этот генетический компонент, вероятно, маркирует вклад в генофонд населения Сибири, Центральной Азии и Восточной Европы монгольских мигрантов.

В коренных популяциях Южной Сибири он занимает значительную долю у хакасов (41%), томских татар (24%) и тувинцев (12%). Практически все остальные исследованные популяции Сибири и Дальнего Востока — тюркоязычные якуты, шорцы, хакасы-сагайцы и чулымцы демонстрируют практически полное отсутствие этого компонента. Не выявляется он и у эвенков, эвенов, хантов, кетов, ненцев, чулымцев, чукчей, коряков и нивхов. В генофонде центральноазиатских киргизов, казахов и узбеков он составляет более 40%. В Волго-Уральском регионе с наибольшей частотой выявлен у башкир (более 20%) и казанских татар (10%). Во всех остальных выборках восточноевропейских этносов он полностью отсутствует (кроме калмыков).

Общая картина распределения этого генетического компонента хорошо согласуется с антропологическими и этнографическими данными о влиянии монгольской экспансии на этногенез исследованных этносов.

Анализ гаплогрупп Y-хромосомы и их STR-гаплотипов показал связь с монгольским генетическим компонентом различных гаплогрупп. У бурятов, тувинцев, сибирских татар, киргизов и казахов это в основном гаплогруппы N1a1a1a1a3a2-B219 и C2a1a1a1b1b-F12199. У калмыков, тувинцев и киргизов — C2a1a2a2a-F6379-Y12825, C2a1a1a1b1b-F9733-F12199 и C2b1b1c-M546, у казахов — С2а1а2а-М86 и C2-Z1453.

Ареал распространения гаплогруппы N1a1a1a1a3a2-B219 (N1a1a1a1a3a2* с маркером Y16313; N3a5a-F4205). В скобках приведены одни и те же гаплогруппы (одна и та же линия). Названия Y, B, Z, F и др. обозначены разными коллективами. Номенклатурные обозначения за последние 20 лет часто менялись и потом уточнялись. Например, специфичная для бурятов ветка это B199 (https://www.yfull.com/tree/N-Y16220/).

У каждого этноса с долей монгольского генетического компонента представлены разные гаплогруппы и сублинии, происхождение которых связано с расселением различных этнических групп и разными по времени миграционными событиями.

В генофонде практически всех исследованных популяций, у которых не обнаруживается монгольский генетический компонент по аутосомным SNP отсутствуют и указанные гаплогруппы Y-хромосомы. Филогенетичекий анализ Y-хромосомных сублиний и гаплотипов показывает, что центром происхождения и расселения носителей монгольского компонента является территория Центральной Азии.

Таким образом, обнаружен вклад монгольского по происхождению компонента в генофонд различных популяций Сибири, Центральной Азии и Волго-Уральского региона. Различия по частотам и спектру сублиний центрально-азиатских гаплогрупп Y-хромосомы свидетельствуют о неоднородности и временном различии между популяциями, которые внесли этот компонент в генофонды современных народов.

Генетический след монгольских племён сильнее всего присутствует у монголоязычных бурятов и калмыков, и в популяциях, которые наиболее близки территориально к степным коридорам — основным миграционным путям, идущим в Центральную Азию.

----------------------------------------

* Программа Admixture позволяет очень точно разделять генетические компоненты на уровне популяций, отдельных индивидов и точной локализации этих фрагментов ДНК по всем хромосомам. Этот компонент среди обследованных популяций доминирует у дунган, которые являются потомками переселенцев из Китая. Реально на уровне K=8 он отражает долю вклада восточно-азиатских популяций. Но при отсутствии дополнительных выборок из Восточной Азии его невозможно достоверно разделить при увеличении числа компонент более 10. В Сибири, Средней Азии и Восточной Европе народы Китая почти никак не влияли на этногенез и формирование местных народов. Поэтому доля этого компонента связана с миграциями разных монгольских групп. Градиентность этого компонента с юга на северо-запад показана у тувинцев. Это очень хорошо коррелирует и с частотами различных гаплогрупп Y-хромосомы имеющих монгольское происхождение.

Источник: Хитринская И.Ю., Харьков В.Н., Зарубин А.А., Литвинов С.С., Екомасова Н.В., Хуснутдинова Э.К., Степанов В.А. «Монгольский генетический компонент в генофонде коренных народов Сибири, Средней Азии и Восточной Европы». Медицинская генетика 2020; 19(7): 11-12. DOI: 10.25557/2073-7998.2020.07.11-12. Автор для корреспонденции: Хитринская Ирина Юрьевна (e-mail: i.khitrinskaya@medgenetics.ru). Работа выполнена в рамках Научно-технической программы Союзного государства «Разработка инновационных геногеографических и геномных технологий идентификации личности и индивидуальных особенностей человека на основе изучения генофондов регионов Союзного государства» («ДНК-идентификация»). Авторы сообщают об отсутствии конфликта интересов.