Генетические исследования костных останков из некрополя «Хан Моласы»

05.03.2014 1602

Геномика человека оказывает сейчас очень сильное и благотворное воздействие на такие далекие от биологии области, как история, палеонтология, археология, антропология, этнография, лингвистика.

Единого «стандарта» ДНК человека не существует, все люди имеют в той или иной степени уникальные геномные последовательности. Каждый геном, как и каждый человек, сугубо индивидуален. Эта индивидуальность проявляется на уровне не только отдельной личности, но и этнических групп, отдельных сообществ и рас. Индивидуальные различия обусловлены геномным полиморфизмом.

Для определения индивидуальных генотипических различий и общих характеристик используются ДНК-маркеры: аутосомные маркеры (передающиеся как по отцовской, так и по материнской линии), маркеры митохондриальной ДНК (передающиеся только по материнской линии) и маркеры Y-хромосомы (передающиеся строго по отцовской линии).

В силу этнических, религиозных и политических особенностей для населения Казахстана более доступной является информация об отцовском типе наследования. Родословные (шежире), как правило, учитывают в основном мужскую линию. Основанные на анализе маркеров Y-хромосомы ДНК-тесты более всего подходят для решения вопросов генеалогии и истории казахов.

Целью настоящего исследования было проведение генетических исследований костных останков (3 объекта), взятых в 2009-2010 годах из некрополя «Хан моласы» в Айтекебийском районе Актюбинской области. Предположительно одно из захоронений является могилой Абулхаир хана (1693-1748) – хана Младшего жуза (1718-1748).

Поскольку настоящее исследование посвящено решению исторических вопросов, связанных с определением принадлежности археологического материала (костных останков) Абулхаир хану, для анализа ДНК необходимым условием было установление прямых родственников Абулхаир хана по мужской линии. Были изучены исторические данные и проведен анализ родословных (шежире) известных потомков Абулхаир хана [3-5].

При отборе кандидатур для исследования ориентировались на четко установленное наследование по мужской линии. Для молекулярно-генетического анализа выбраны потомки, представляющие ветви от разных сыновей Абулхаир хана: Нуралы хана (2 потомка), Ералы хана (1 потомок) и Айшаук хана (1 потомок).

Для молекулярно-генетического анализа выбраны потомки, представляющие ветви от разных сыновей Абулхаир хана:

1. Шамшатов Ибрагим (1922 г.р.) – Шамшат Ташен Султанулы ¬ Ташен султан ¬ Кулкатай султан ¬ Нурман султан ¬ Ералы хан ¬ Абулхаир хан;

2. Сейдалин Рустем (1927 г.р.) – Аббас султан ¬ Альмухамед султан ¬ Кунторе султан ¬ Сейдалы султан ¬ Нуралы хан ¬ Абулхаир хан;

3. Каратаев Роллан (1939 г.р.) – Гали султан ¬ Кошкар султан ¬ Иман султан ¬ Тилеу султан ¬ Каратай султан ¬ Нуралы хан ¬ Абулхаир хан;

4. Жангереев Аманкельды (1949 г.р.) – неустановленное наследование по женской линии от Сеит султан ¬ Мамбет султан ¬ Баймухамед султан ¬ Айшуак хан ¬ Абулхаир хан.

Для первых 3-х потомков установлено строгое наследование по мужской линии. По историческим данным для 4-го потомка (Жангереева Аманкельды) не установлено прямое наследование по мужской линии от Абулхаир хана.

У потомков были взяты образцы периферической крови, выделены и охарактеризованы образцы ДНК: ДНК Шамшатова Ибрагима (объект №5-п); Сейдалина Рустема – объект №7; Каратаева Роллана – объект №3; Жангереева Аманкельды – объект №6.

В качестве негативного контроля исследовали 3-х представителей казахской этнической группы мужского пола, неродственных Абулхаир хану. В качестве контроля для определения прямого родства были отец (объект №9) и сын (объект №2). Объекты №9 и №2 были представителями Старшего жуза (Ұлы жүз: Ақ арыс ¬ Ошақты ¬ Тас жүрек ¬ Тоқтау ¬ Қарсақ ¬ Сұпы ¬ Прмбет ¬ Бекман ¬ Орақбай). В качестве контроля также взяли образцы крови у представителя Младшего жуза (объект №4): Кіші жүз ¬ Шөмекей ¬ Қосбармақ.

Для анализа археологического материала отбирали наиболее сохранившиеся сегменты костных останков и зубы. Для выделения ДНК использовали костную стружку. Выделенные образцы ДНК были охарактеризованы количественно и качественно. Степень чистоты препаратов ДНК, представляющих археологический материал, была невысокой. Особенно сильно деградированы образцы ДНК объектов №5 и №92.

Типирование полиморфных STR-локусов препаратов ДНК, полученных из костных останков, а также из крови потомков и представителей контрольной группы проводили в мультилокусном формате с помощью ПЦР с использованием системы энзиматической амплификации для анализа маркеров Y-хромосомы – «AmpFlSTR Yfiler» (Applied Biosystems, США).

Маркеры Y-хромосомы успешно генотипированы для ДНК потомков и контрольных образцов ДНК, представляющих неродственных Абулхаир хану людей. При генотипировании ДНК, выделенных из костных останков, были проблемы с получением четких геномных профилей, вероятно в результате деградации ДНК или загрязнения ДНК почвенных микроорганизмов. После проведения повторных выделений ДНК и дополнительной очистки, многократных амплификаций удалось идентифицировать некоторые STR-локусы Y-хромосом объектов, взятых из некрополя «Хан моласы». В результате из 17 локусов Y-хромосомы у объекта №178 идентифицировано 16 локусов, у объекта №92 – 14 локусов, у объекта №5 – 11 локусов. Данные по полученным гаплотипам всех исследованных объектов суммированы в таблице 1.

Таблица 1 – Выявленные геномные профили исследованных объектов

Локус

Y-хромо-сомы

Негативный

контроль, объекты

Потомки, объекты

Костные останки, объекты

Положи-тельный контроль

№9, отец

№2, сын

№4

№3,

Каратаев Роллан

№5-п, Шамшатов Ибрагим

№6, Жангереев Аманкельды

№7,

Сейдалин Рустем

№178

№92

№5

DNA 007 из набора реактивов

DYS456

DYS389-I

10, 12

DYS390

DYS389-II

DYS458

14, 15

DYS19

DYS385a

24, 10

11,14

DYS385b

24, 17

11,14

DYS393

13, 15

DYS391

10,11

DYS439

DYS635

DYS392

Y_GATA_H4

DYS437

14,13

DYS438

11, 13

DYS448

Примечание: курсивом обозначены аллели, не дающие четкого сигнала

Как видно по представленным результатам, для отца (объект №9) и сына (объект №2) казахской национальности были генотипированы одинаковые аллельные варианты по 17 изученным STR-локусам Y-хромосомы. У представителя казахской этнической группы (объект №4), не являющегося родственником объектам №2 и 9, при сравнении с гаплотипом отца и сына обнаруживаются как совпадения, так и различия аллельных вариантов маркеров Y-хромосомы. Всего у данного объекта идентифицировано 13 локусов. Отмечены совпадения аллельных вариантов для 8 локусов (DYS456; DYS389-I; DYS390; DYS389-II; DYS393; DYS391; DYS437; DYS438) у объекта №4 и объектов №9 и №2. Стоит отметить, что объекты №2, 9 и 4 являются казахами. Различия по 5 локусам (DYS458; DYS439; DYS635; Y_GATA_H4; DYS448) можно считать доказательством отсутствия родственной связи между ними.

Потомки Абулхаир хана по мужской линии проявляют сходство гаплотипов Y-хромосомы. Так, аллельные варианты по 14 изученным локусам (DYS456; DYS389-I; DYS390; DYS389-II; DYS458; DYS19; DYS393; DYS439; DYS635; DYS392; Y_GATA_H4; DYS437; DYS438) являются идентичными.

У объекта №3 (Каратаева Роллана) выявлена мутация по локусу DYS385b: в его генотипе представлен 13 вариант, тогда как у остальных потомков обнаружен 14 аллельный вариант. У объекта №7 (Сейдалин Рустем) также зарегистрирован 1 случай мутации по локусу DYS391 – 11-аллельный вариант, тогда как у остальных потомков обнаруживается 10-аллельный вариант. Таким образом, можно считать установленными наличие родственной связи между потомками Абулхаир хана. 2 зарегистрированных случая мутаций, по одному локусу на потомка Нуралы хана – сына Абулхаир хана, вполне объясняются естественным ходом мутационного процесса [6-9], поскольку изученные потомки представляют 6-7-е поколение. Вероятность того, что изученные потомки Абулхаир хана являются родственниками составила РР =99,893%.

Локус DYS448 не удалось идентифицировать ни у одного из потомков, не смотря на отличное качество ДНК. По-видимому, по данному локусу наличествует мутантный вариант аллеля, не определяемый использованными праймерами. В последнее время в научной прессе и средствах массовой информации широко обсуждаются вопросы, связанные с поисками потомков Чингисхана [10-12]. В связи с генотипированием Y-хромосомы у монголов и других народностей обнаружена гаплогруппа С3, предположительно характеризующая потомков Чингисхана. В гаплогруппе С3 обособился кластер (StarCluster – C3c), характеризующийся наличием 1 мутации (RecLOH в DYS 448). Носители гаплотипов этого кластера найдены в 16 популяциях. Вполне вероятно, что необнаруженный нами аллельный вариант локуса DYS 448 у потомков Абулхаир хана представлен этой мутацией (StarCluster).

В статьях Ж. Сабитова [11, 12] приводятся данные анализа 25 микросателлитных маркеров Y-хромосомы у неустановленного потомка Абулхаир хана (чингизида): 14 24 15 11 12 14 11 13 12 13 11 29 16 8 8 11 12 30 14 0 28 11 12 12 17. Сравнивая данный гаплотип с гаплотипами исследованных нами потомков Абулхаир хана, можно отметить большое сходство. В таблице 5 представлены данные по сравнению гаплотипов потомков Абулхаир хана, исходя из установленных маркеров Y-хромосомы.

Таблица 2 – Сравнение гаплотипов исследованных потомков Абулхаир хана (объекты

№ 3, 5-п, 6 и 7) с литературными данными [11, 12]

Y-хромосома

DYS456

DYS389-I

DYS390

DYS389-II

DYS458

DYS19

DYS385a/b

DYS393

DYS391

DYS439

DYS635

DYS392

Y_GATA_H4

DYS437

DYS438

DYS448

Гаплотипы потомков Абулхаир хана (объекты № 3, 5, 6 и 7)

12,14/13

10/11

Гаплотип неустановленного потомка Абулхаир хана (Ж. Сабитов, 2009)

12,14

Примечание: прочерками обозначены аллельные варианты неустановленных нами локусов в гаплотипе чингизида

Принимая во внимание тот факт, что было изучено потомство от 3-х сыновей Абулхаир хана, был определить гаплотип Y-хромосомы самого Абулхаир хана: 16 (DYS456), 13 (DYS389-I), 24 (DYS390), 29 (DYS389-II), 16 (DYS458), 15 (DYS19), 12 (DYS385a), 14 (DYS385b), 14 (DYS393), 10 (DYS391), 12 (DYS439), 21 (DYS635), 11 (DYS392), 11 (Y_GATA_H4), 14 (DYS437), 11 (DYS438), Х (DYS448). Отмечено большое сходство данного гаплотипа с гаплогруппой С3.

Генотипирование ДНК костных останков (объектов, взятых из некрополя «Хан моласы») проходило в несколько этапов, с применением дополнительной очистки и выделений ДНК. В результате из 17 STR-локусов Y-хромосомы у объекта №178 идентифицировано 16 локусов, у объекта №92 – 14 локусов, у объекта №5 – 11 локусов.

Анализ гаплотипа Y-хромосомы объекта №178 показал всего 4 совпадения (DYS385a – 12 аллель; DYS391 – 10,11 аллель; DYS439 – 12 аллель; DYS437 – 14 аллель) с гаплотипом потомков Абулхаир хана. Различия аллельных вариантов по 12 локусам Y-хромосомы у гаплотипов потомков Абулхаир хана и объекта №178 свидетельствуют об отсутствии родственных связей с Абулхаир ханом, поскольку такая высокая частота мутирования локусов Y-хромосомы не вероятна. Вероятность родства исследованных потомков Абулхаир хана с объектом №178 рассчитана с учетом 4-х совпадений, она составила РР =85,763%. Однако, стоит отметить, что подобный расчет не производится в случаях, когда наблюдается несовпадение генетических характеристик более чем для двух локусов [13]. В данном случае имеются расхождения гаплотипов по 12 локусам. Поэтому рассчитанные величины нельзя принимать во внимание.

Стоит отметить, что генотипирование объекта №5 проходило с большими трудностями. По результатам многочисленных анализов для 6 локусов идентифицировано более 1-го аллеля. Это говорит о сильной деградации ДНК объекта №5 и возможном загрязнении ДНК. Сравнение гаплотипа ДНК, выделенной из костных останков объекта №5 с гаплотипами потомков Абулхаир хана, показывает 2 совпадения аллельных вариантов (локус DYS437 – 14 и локус DYS438 – 11) из 11 выявленных локусов, что уже достаточно для опровержения родственной связи [13].

Сравнительный анализ гаплотипа ДНК, выделенной из костных останков объекта №92, с гаплотипами Y-хромосомы потомков Абулхаир хана по мужской линии обнаружил абсолютное сходство. Так, у объекта №92 генотипировано 14 локусов (DYS456; DYS389-I; DYS390; DYS389-II; DYS458; DYS19; DYS385а; DYS393; DYS439; DYS635; DYS392; Y_GATA_H4; DYS437; DYS438), которые являются идентичными гаплотипу Абулхаир хана (таблица 4). У объекта №92, также как и у потомков Абулхаир хана не удалось идентифицировать локус DYS 448, возможно представленный мутацией (StarCluster - RecLOH). Это говорит о том, что данные костные останки, то есть объект №92, взятые в 2009-2010 годах из некрополя «Хан моласы» в Айтекебийском районе, являются родственными Абулхаир хану, либо могут принадлежать самому Абулхаир хану.

Обобщая данные генетического анализа костных останков и потомков Абулхаир хана, можно сделать следующие выводы:

1. Различия гаплотипов объекта №178 и гаплотипов потомков Абулхаир хана (4 совпадения и 12 различий) свидетельствуют об отсутствии родственных связей с Абулхаир ханом.

2. Различия гаплотипов объекта №5 и гаплотипов потомков Абулхаир хана (2 совпадения и 9 различий) свидетельствуют об отсутствии родственных связей с Абулхаир ханом.

3. Все идентифицированные у объекта №92 STR-локусы Y-хромосомы (14 локусов) определяются в гаплотипах потомков Абулхаир хана. Это свидетельствует о том, что данные костные останки могут принадлежать родственнику Абулхаир хана по мужской линии или самому Абулхаир хану.

Джансугурова Л.Б., Бекманов Б.О., Красоткин Е.В., Булентаева З.А.,

Мусралина Л.З., Курманов Б.К.

Лаборатория молекулярной генетики

РГП «Институт общей генетики и цитологии» КН МОН РК

Список использованных источников

1. Лимборская С.А., Хуснутдинова Э.К., Балановская Е.В. Этногеномика и геногеография народов Восточной Европы // Москва. Наука. 2002. C. 261.

2. Хуснутдинова Э.К. Этногеномика и генетическая история народов Восточной Европы // Вестник РАН . 2003. Т.73. Т.7. С. 614-621.

3. Ерофеева И.В. Хан Абулхаир: полководец, правитель, политик // Ответственный редактор К.М. Байпаков, д.и.н., академик НАН РК. Изд-е 3, исправленное и дополненное. Алматы: Дайк-Пресс. 2007. 456 с. +28 с. Вклейка.

4. Родословная династии Абулхаира // Составитель И.В. Ерофеева. Общественный фонд Международный фонд Абулхаир-хана. Казахстан. Алматы. 2002.

5. Консультации Аманжоловой Ш. и предоставленные потомками Абулхаир-хана шежире.

6. Kayser M., Roewer L., Hedman M. et all. Characteristics and frequency of germline mutations at microsatellite loci from the human Y chromosome, as revealed by direct observation in father/son pairs // Am. J. Human Genetics. 2000. V. 66. P. 1580–1588.

7. Dupuy B.M., Stenersen M., Egeland T., Olaisen B. Ychromosomal microsatellite mutation rates: differences in mutation rate between and within loci // Human Mutations. 2004. V.23. N.2. P.117–124.

8. Chandler J.F. Estimating Per-Locus // Mutation Rates. Journal of Genetic Genealogy. 2006. V.2. P. 27-33.

9. Тюрин А.М. «Трансмиссионные», «эволюционные» и «сконструированные» скорости мутаций локусов гаплотипов Y-хромосомы // Скорости мутаций. 2009. http://www.new.chronologia.org/prv9/mutation.doc

10. А. Клёсов. В поисках Чингиз-хана(предисловие к статье Жаксылыка Сабитова) // Вестник Российской Академии ДНК-Генеалогии. 2009. Т.2. №4. С. 590-592.

11. Ж. Сабитов. Гаплогруппа С3 у казахов // TheRussianJournalofGeneticGenealogy (Русская версия). 2009. Т.1. №2. С. 27-39.

12. Ж. Сабитов. В поисках Чингиз-хана // Вестник Российской Академии ДНК-Генеалогии. 2009. Т.2. №4. С.593-638.

13. Культин А.Ю., Стороженко И.В., Пименов М.Г., Кондрашев С.А. Криминалистическое исследовании STR-локусов ДНК костных останков человека в целях идентификации личности // Методические рекомендации. Экспертно-криминалистический центр МВД РФ. Москва. 2004. 41 с.

САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ