ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.1 Мировой опыт работы с древней ДНК 10
1.2 Особенности работы с древней ДНК 14
1.3 Археологические характеристики курганных групп Ергенинской
возвышенности 27
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 35
2.1 Материалы иссследования 37
2.2 Пробоподготовка и декальцинация костного материала 37
2.3 Выделение ДНК 38
2.4 Типирование микросателлитных локусов аутосомной ДНК по системе
COrDIS «Эксперт» 40
2.5 Типирование микросателлитных локусов аутосомной ДНК по системе
Identifier Plus 42
2.6 Типирование исследуемых образцов по системе COrDIS-Y 43
2.7 Генотипирование исследуемых образцов по системе Yfiler 44
2.8 Анализ продуктов амплификации 45
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 49
3.1 Разработка методики выделения аутентичной древней ДНК в условиях
повышенной вероятности загрязнения древнего костного материала современной ДНК 49
3.2 Полиморфные аутосомные STR-маркеры древней микропопуляции
эпохи бронзы 54
3.3 Анализ генетических и популяционных характеристик древней
микропопуляции эпохи бронзы 62
3.4 Определение возможной кровнородственной связи скелетов курганной
группы Малые Дербенты II, Улан-Зуха и Ергенинский 74
ВЫВОДЫ 80
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 82
ПРИЛОЖЕНИЕ
Изучение экспансии и миграции древних трансконтинентальных популяций является одной из областей применения палеогенетических анализов в биологии. Палеогенетика, или изучение прошлого путем исследования сохранившегося генетического материала из останков древних организмов, может пролить свет на кровную и родственную иерархию, а также социальные отношения, которые существовали внутри родовых и локальных человеческих микропопуляций (Вагайцева, 2015).
Подходящими источниками для палеогенетических исследований являются курганные группы в целом, а также каждый отдельно взятый курган. Погребальные памятники, в свою очередь, отражают представления о структуре мироздания древней микропопуляции в целом и загробного мира в частности. Именно для погребальных сооружений, как сакральных объектов, строго соблюдалась традиционная характерная для этого этноса ориентация погребального сооружения и кровнородственная иерархия (Очир-Горяева, 2008). Костный материал, найденный в подобных некрополях, используется для анализа ДНК, необходимого в реконструкции пространственных представлений, семейно-родственных, иерархических связей между различными древними группами населения.
Наиболее богата некрополями эпохи ранней бронзы, относящихся к катакомбной археологической культуре, является Ергенинская
возвышенность (46°19'00'' с. ш., 44°16'00'' в. д.) (Шилов, 1985; Шилов, Цуцкин, 1986; Шишлина, 2007). Подавляющее большинство впускных погребений, особенностью которых является могильная яма, выкопанная в уже имеющейся насыпи старого кургана с поздними захоронениями, относятся к восточно-манычскому варианту катакомбной культуры. Именно это обстоятельство позволяло предполагать, что курганы были возведены одним кровнородственным кланом в сравнительно короткий (жизнь нескольких поколений) хронологический период. В силу этой особенности специалистами по эпохе бронзы мало внимания уделялось реконструкции курганных групп или отдельных курганов как усыпальниц родственных общин.
Изучение молекулярно-генетических характеристик катакомбных захоронений Бронзового века имеет большой научный потенциал (Allentoft et al., 2015). Оно направлено на исследование и понимание внутренней
структуры древней популяции эпохи бронзы, в том числе, кровнородственных связей, также оно позволяет разработать новые методики работы с древней ДНК при проведении палеогенетического анализа.
Целью исследования является выявление особенностей STR-маркеров аутосомной ДНК и Y-хромосомы, а также их популяционных характеристик у скелетов из наиболее монолитных в культурно-хронологическом отношении курганных групп Ергенинской возвышенности эпохи ранней бронзы.
Задачи исследования:
1) Разработать методику выделения аутентичной древней ДНК в условиях повышенной вероятности загрязнения древнего костного материала современной ДНК.
2) Изучить полиморфные микросателлитные аутосомные маркеры древней микропопуляции эпохи бронзы и провести анализ полученных данных.
3) Выявить половую принадлежность и возможную кровнородственную связь скелетов курганной группы Малые Дербенты II, Улан-Зуха и Ергенинский с использованием полиморфных аутосомных STR-маркеров и микросателлитов Y-хромосомы.
4) Изучить популяционные характеристики ряда полиморфных генетических маркеров исследуемых костных останков для определения возможных путей миграции членов древней микропопуляции эпохи бронзы.
1) Разработанная методика выделения аутентичной древней ДНК в условиях повышенной вероятности загрязнения древнего костного материала современной ДНК позволяет избавиться от чужеродного ДНК-содержащего биологического материала в составе клеток за счет дополнительного разрушения мембран, в отличие от стандартных методик, а также получить достоверные результаты молекулярно-генетического исследования.
2) Анализ аутосомных STR-локусов показал низкую активность ДНК- матрицы, были выявлены наиболее полиморфны локусы: D7S820, D18S51, vWA, D21S11. Отсутствие ампликонов локусов D1S1656, D10S1248, D22S1045, CSF1PO, SE33, D2S1338 вероятно связано с деградацией древней ДНК-матрицы и мутацией (мутациями) в месте (местах) специфического отжига праймеров или разрыва данного фрагмента.
3) STR анализ образцов по локусу Amelogenin установил пол большей
части индивидуумов. Было выявлено 12 мужчин (Ерген 82 К6П2, Ерген 81 К3П4, Ерген 06 К14О2, Ерген 08 К13П10А, Ерген 08 К10П10В, Ерген 81 К4 П5, Ерген 81 К2П1, Малый Дербент II 07 К1П2, Малый Дербент II 07 К2П6, Малый Дербент II 07 К2П7, Улан-Зуха 90 К3П8, Улан-Зуха 90 К1П1) и 4
женщины(Малый Дербент II 07 К1П9, Малый Дербент II 07 К2П5, Малый Дербент II 07 К2П1, Малый Дербент II 07 К1П6). В четырех образцах, а именно Ерген 82 К6П3, Ерген 82 К5П8, Улан-Зуха 90 К1П3, Малый Дербент II 07 К1П7 определить половую принадлежность не удалось, вследствие не активной ДНК матрицы.
4) STR анализ Y хромосомы выявил родство исследуемых скелетов Ерген 81 К2П1 и Ерген 81 К4П5 по отцовской линии с вероятностью 99,70 %. Родство среди других исследуемых 18 скелетах выявлено не было.
5) Общий встречаемый гетерозиготный вариант аллелей исследуемой
микропопуляции меньше общего ожидаемого на 18 %. В наиболее
полиморфном локусе D18S51 величина PD наибольшая 0,917. Наименьшая величина 0,760 соответствует менее полиморфному локусу TPOX. Величина MD в целом показывает примерно равные величины, в виду неполных генетических профилей. Локус TPOX с наименьшим вариативным рядом аллелей показывает набольшее значение MD - 0,240. Локус D18S51 имеет величину PIC 0,87, что подтверждает его вариабельность в исследуемой микропопуляции эпохи бронзы. Локус D13S317 имеет наибольшее значение PI и - 4,00.
6) Анализ частот генотипов исследуемой древней микропопуляции и современных популяций свидетельствует о том, что носители восточно- маныческой катакомбной культуры эпохи ранней бронзы, чьи костные останки были исследованы в рамках данной работы, могли мигрировать на территорию современной Европы и Азии и являться одними из предков современных носителей европейской и азиатской популяции.
7) Мужчины, чьи кости из скелетов Ерген 81 К2П1 и Ерген 81 К4П5 представлены на исследование, предположительно имеют гаплогруппу R1b, современная концентрация которой максимальна на территориях Западной Европы.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
