Одиссея генов. Захватывающая история человечества, извлеченная из ДНК

Какие периоды охватывают картотеки населения Квебека? Первая картотека представляет собой исчерпывающую перепись всех франкоговорящих квебекцев от начала колонизации до 1800 года — к тому времени в Квебеке насчитывалось около 200 тысяч жителей. Вторая изначально описывала регионы Сагеней — Озеро Сен-Жан и Шарлевуа с 1838 по 1971 год, а затем была дополнена данными о других регионах Квебека, и на сегодняшний день в ней собраны 2,9 миллиона актов гражданского состояния.

Создание второй картотеки потребовалось не только ради ответов на вопросы истории, но и по медицинским соображениям. Надо сказать, что еще более 50 лет назад врачи выявили некоторое количество генетических заболеваний, специфичных для этого региона. Большая часть этих болезней рецессивные: человек заболевает только в том случае, если получил вредную мутацию и от отца, и от матери (то есть его ДНК содержит две одинаковые версии гена: в таких случаях говорят, что человек гомозиготен по этой мутации). Но в данном регионе частота этих болезней высока: они затрагивают примерно одного родившегося из 1600.

Существование носителей рецессивных заболеваний обычно объясняют близкородственным скрещиванием. Почему? Просто потому, что человек, у которого родители состоят в кровном родстве, может получить одну и ту же мутацию практически напрямую от их общего предка. Если родители между собой не в родстве, каждый из них должен случайно оказаться ее носителем, а это маловероятно.

Представьте себе мутацию с частотой 1/100: у человека, чьи родители между собой не в кровном родстве, вероятность стать носителем мутации, полученной от отца, равна 1/100, вероятность получить мутацию от матери тоже равна 1/100, что дает риск оказаться гомозиготным по этой мутации 1 на 10 000 (100 × 100). Если же родители человека приходятся друг другу двоюродными братом и сестрой и их общий дед — носитель мутации (скажем, с частотой 1/100), ему достаточно передать ее внуку и внучке, родителям данного человека (а такое может случиться с вероятностью 1/16), чтобы тот оказался гомозиготным по этой мутации. Иначе говоря, в этом случае для ребенка вероятность получить мутацию и от матери, и от отца — 1/16 × 1/100, то есть примерно в шесть раз выше, чем если бы его родители не состояли в таком родстве.

Кстати, на побережье Средиземного моря, где нередки так называемые «арабские» браки (то есть браки между родственниками), рецессивными болезнями по большей части страдают дети, родившиеся в таких союзах. Католическая церковь прекрасно знала о последствиях браков между родственниками. Требовалось разрешение на брак между двоюродными братом и сестрой, а в некоторые периоды — даже на брак между родственниками третьей и четвертой степени. Анализ таких разрешений позволил картографировать родственные связи во Франции на протяжении XIX и начала XX века. Распространенность кровного родства у супругов заметно разнится от департамента к департаменту. О его последствиях хорошо известно из родословных французских и европейских королей. Коронованные особы страдали рецессивными болезнями из-за повторяющихся браков между кузенами, а такие браки были нередки.

Загадка отсутствия кровного родства

Благодаря родословным, восстановленным в регионах Шарлевуа и Сагеней — Озеро Сен-Жан, удалось подсчитать, насколько часто в родословных больных людей (по сравнению со здоровыми) случалось кровосмешение. Результат оказался довольно неожиданным: у больных этот показатель был не выше, чем у здоровых! И в целом у населения региона Сагеней он оказался не выше, чем у любой другой европейской популяции. Но чем же тогда объяснить тот факт, что болезни наблюдаются здесь так часто? Все довольно просто: мутации, вызывающие каждую из болезней, часто встречаются в популяции.

И действительно, для каждой свойственной региону болезни уровень здорового носительства, то есть лишь одной копии мутации (которая не вызывает заболевания), достигает приблизительно 1 к 20 или 1 к 30. Вот некоторые специфичные для региона заболевания: спастическая атаксия Шарлевуа — Сагеней, тирозинемия первого типа, псевдодефицит витамина D. Другие болезни относительно часто встречаются и в европейских популяциях, например муковисцидоз (в регионе Сагеней — Озеро Сен-Жан показатели те же, что и во французских регионах, где эта болезнь встречается часто, например в Бретани).

Есть и такие рецессивные заболевания (например, атаксия Фридрейха), которые довольно распространены в европейских популяциях, но отсутствуют на востоке Квебека. Каждая мутация, вызывающая болезни в этих местах, теперь хорошо известна, и ее молекулярная подпись подтверждает, что она уникальна и специфична для этой популяции. Иными словами, каждую из этих болезней принес в популяцию только один человек. Это стало возможным из-за того, что популяции положило начало небольшое число людей, которые внесли основной вклад в квебекский генофонд в целом и в генофонд регионов Шарлевуа и Сагеней — Озеро Сен-Жан в частности.

В поисках нулевого пациента