Kinh, Thái, Hmong, Lolo và Giarai trên cơ sở trình tự vùng siêu biến ADN ty thể
Việc phân loại 182 mẫu nghiên cứu thuộc 5 dân tộc Kinh, Thái, Hmong, Lolo và Giarai theo các nhóm đơn bội khá phức tạp. Dựa trên phần mềm Haplogrep2 và cây phân loại các nhóm đơn bội PhyloTree Build 17, chúng tôi tiến hành phân loại các nhóm đơn bội của 182 mẫu nghiên cứu [21, 39]. Kết quả phân loại các nhóm đơn bội và dưới đơn bội được trình bày ở Phụ lục 2.
Bảng 12. Tần suất nhóm đơn bội 182 mẫu nghiên cứu thuộc 5 dân tộc Kinh, Thái, Hmong, Lolo và Giarai
Nhóm đơn bội Kinh (51) Thái (24) Hmong (41) Lolo (36) Giarai (30) Tổng số (182) N B4 13,72 16,6 14,63 52,78 0 19,78 B5 13,72 0 24,41 8,33 3,33 11,54 B6 1,96 0 0 0 0 0,55 F1 19,6 25 12,2 33,33 6,67 19,23 F3 1,96 0 4,87 2,78 0 2,2 N2 0 0 0 0 10 1,65 N9 0 4,2 17,07 0 0 4,4 R1 1,96 0 0 0 0 0,55 R9 1,96 0 0 0 3,33 1,1 M C5 0 0 12,2 0 0 2,74 C7 7,84 12,5 0 0 0 3,85 D4 1,96 8,3 7,31 0 0 3,29 D5 5,9 0 0 0 0 1,65 M1 1,96 4,2 2,44 0 0 1,65 M2 0 0 0 0 23,33 3,85 M5 1,96 4,2 0 0 0 1,09 M7 25,5 25 4,87 2,78 53,33 20,88
Kết quả phân tích cho thấy đã xác định được 17 nhóm đơn bội (haplogroups), tất cả thuộc 2 nhóm đơn bội lớn (macro- haplogroups) là M và N bao gồm nhóm B4 (36 cá thể), B5 (21 cá thể), B6 (1 cá thể), C5 (5 cá thể), C7 (7 cá thể), D4 (6 cá thể), D5 (3 cá thể), F1 (35 cá thể), F3 (4 cá thể), N2 (3 cá thể), N9 (8 cá thể), M1 (3 cá thể), M2 (7 cá thể), M5 (2 cá thể), M7 (38 cá thể), R1 (1 cá thể) và R9 (2 cá thể) (Bảng 13). Các nhóm đơn bội B4, B5, F1 và M7 chiếm ưu thế với tần suất tương ứng là 19,78%, 11,54%, 19,23% và 20,88% (Bảng 13). Đây cũng là các nhóm đơn bội phổ biến ở các quần thể Đông Nam Á khác như quần thể người Lào [8], quần thể người Thái Lan và Lào [22], quần thể người Chăm [28] và quần thể người Campuchia [42].
Trong 5 dân tộc nghiên cứu, có thể nhận thấy rõ nhóm đơn bội B4 không xuất hiện trong dân tộc Giarai nhưng lại xuất hiện ở cả 4 dân tộc còn lại, đặc biệt nhóm này còn chiếm ưu thể ở dân tộc Lolo với tần suất là 52,78%. Nhóm đơn bội
B5 không xuất hiện trong dân tộc Thái nhưng lại xuất hiện ở cả 4 dân tộc còn lại và chiếm ưu thế ở dân tộc Hmong với tần suất là 24,41%. Nhóm đơn bội B6 chỉ xuất hiện ở dân tộc Kinh với tần suất rất thấp là 1,96%. Các nhóm đơn bội này phân bố rộng khắp miền Bắc và miền Đông châu Á, đặc biệt là miền Bắc và Đông Bắc Thái Lan, Đài Loan [8, 22, 28, 42]. Nhóm đơn bội F bao gồm nhóm đơn bội F1 được tìm thấy ở cả 5 dân tộc với tần suất là 19,6% ở dân tộc Kinh, 25% ở dân tộc Thái, 12,2% ở dân tộc Hmong, 33,33% ở dân tộc Lolo và 6,67% ở dân tộc Giarai; và nhóm đơn bội F3 chỉ thấy xuất hiện ở dân tộc Kinh, Hmong và Lolo với tần suất thấp. Đây cũng là nhóm đơn bội phổ biến nhất trên khắp châu Á với tần suất dao động từ 31-77% [12, 19, 28]. Nhóm đơn bội N được tìm thấy ở dân tộc Giarai (N2- 10%), dân tộc Thái (N9-4,2%) và dân tộc Hmong (N9-17,07%). Nhóm này cũng được tìm thấy ở Đông Á, Đông Nam Á và Trung Á [14, 36, 40]. Nhóm đơn bội M được tìm thấy với tần suất cao trên khắp châu Á [20, 22, 29]. Ở Việt Nam, nhóm đơn bội M1 xuất hiện ở dân tộc Kinh, Thái và Hmong với tần suất dao động 1,96- 2,44%; nhóm M2 chỉ xuất hiện ở dân tộc Giarai với tần suất 23,33%, nhóm M5 xuất hiện ở dân tộc Kinh và Thái với tần suất lần lượt là 1,96% và 4,2%; và nhóm M7 xuất hiện ở cả 5 dân tộc nghiên cứu với tần suất dao động 2,78-53,33%.
Như vậy trình tự nucleotide được xác định từ 182 mẫu cá thể trong nghiên cứu của chúng tôi là những số liệu đầu tiên và phản ánh chính xác về vùng siêu biến ADN ty thể người cũng như về mối quan hệ di truyền của 182 cá thể thuộc các dân tộc Kinh, Thái, Hmong, Lolo và Giarai. Trình tự vùng siêu biến HV-I và HV-II với kích thước tương ứng 543 và 429 nucleotide đã được xác định rất có ý nghĩa trong việc nghiên cứu di truyền quần thể và tiến hóa của người Việt.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
Từ các kết quả đạt được, chúng tôi rút ra một số kết luận sau đây:
1. Đã xác định được trình tự vùng HV-I và HV-II với kích thước tương ứng là 543bp và 429bp của 182 mẫu nghiên cứu. Phân tích trình tự chúng tôi đã phát hiện thấy tổng cộng có 302 điểm sai khác so với trình tự tham chiếu rCRS, trong đó có 197 điểm sai khác trên HV- I và 105 điểm sai khác trên HV-II.
2. Đã xác định được số lượng các điểm đa hình có tần suất khác nhau có ý nghĩa thống kê khi so sánh các dân tộc được nghiên cứu với nhau từng đôi một, trong đó số điểm đa hình giữa hai dân tộc Kinh và Thái, Kinh và Hmong, Kinh và Giarai, Kinh và Lolo, Thái và Hmong, Thái và Lolo, Thái và Giarai, Hmong và Lolo, Hmong và Giarai, Giarai và Lolo lần lượt tương ứng là 2 đa hình, 12 đa hình, 14 đa hình, 20 đa hình, 13 đa hình, 11 đa hình, 6 đa hình, 32 đa hình, 21 đa hình, 28 đa hình.
3. Đã phân loại theo nhóm đơn bội của 182 mẫu cá thể nghiên cứu thuộc các dân tộc Kinh, Thái, Hmong, Lolo và Giarai vào các nhóm B4 (36 cá thể), B5 (21 cá thể), B6 (1 cá thể), C5 (5 cá thể), C7 (7 cá thể), D4 (6 cá thể), D5 (3 cá thể), F1 (35 cá thể), F3 (4 cá thể), N2 (3 cá thể), N9 (8 cá thể), M1 (3 cá thể), M2 (7 cá thể), M5 (2 cá thể), M7 (38 cá thể), R1 (1 cá thể) và R9 (2 cá thể).
Kiến nghị
Để có nghiên cứu sâu hơn về vùng điều khiển D-loop của các dân tộc Việt Nam và mối quan hệ giữa các dân tộc, cần tiếp tục tiến hành nghiên cứu trên nhiều cá thể thuộc nhiều dân tộc hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
1. Ban chỉ đạo đại hội đại biểu các dân tộc thiểu số Việt Nam (2010), Cộng đồng
các Dân tộc Việt Nam, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.
2. Đỗ Mạnh Hưng, Nguyễn Hải Hà, Phạm Nhật Khôi, Vũ Phương Nhung, Nguyễn Văn Phòng, Nguyễn Thùy Dương, Nông Văn Hải và Nguyễn Đăng Tôn (2016), "Sự đa dạng di truyền vùng HV2 hệ gen ty thể của một số nhóm người Việt", Tạp chí sinh học, 38(2), tr. 243-249.
3. Huỳnh Thị Thu Huệ, Hoàng Thị Thu Yến, Nguyễn Đăng Tôn, Lê Thị Thu Hiền, Nguyễn Đình Cường, Phan Văn Chi và Nông Văn Hải (2005), "Phân tích trình tự vùng điều khiển D-loop trên genome ty thể của 5 cá thể người Việt Nam", Tạp chí
Công nghệ Sinh học, 3(1), tr. 15-22.
4. Trần Mỹ Linh, Lê Quang Huấn, Vũ Thị Thư, Phan Minh Tuấn và Lê Trần Bình (2003), "Nghiên cứu giám định phả hệ bằng kỹ thuật DNA", Những vấn đề Nghiên cứu Cơ bản trong Khoa học Sự sống, Báo cáo Khoa học Hội nghị Toàn quốc lần thứ 2, Nghiên cứu Cơ bản trong Sinh học, Nông nghiệp, Y học, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
5. Nguyễn Đăng Tôn, Nguyễn Thị Tú Linh, Vũ Hải Chi, Trần Thị Ngọc Diệp, Địch Thị Kim Hương, Bùi Thị Tuyết, Nguyễn Hải Hà, Huỳnh Thị Thu Huệ, Lê Thị Thu Hiền, Trần Thị Phương Liên, Phan Văn Chi và Nông Văn Hải (2008), "Đa hình đơn bội DNA ty thể của các cá thể người Việt Nam", Tạp chí Công nghệ Sinh học, 6(4), tr. 579-590.
6. Nguyễn Thu Thúy, Trần Thúy Hằng, Tạ Thành Văn, Nguyễn Đức Hinh và Trần Vân Khánh (2014), "Đa dạng di truyền đoạn siêu biến 1 và đoạn siêu biến 2 trên DNA ty thể của dân tộc Mường ở Việt Nam", TCNCYH Phụ trương, 91(5), tr. 24-29.
7. Trần Thị Thúy Hằng, Trần Huy Thịnh và Trần Vân Khánh (2017), "Đa Hình thái đơn nucleotide vùng gen ty thể HV1 và HV2 trên dân tộc Kinh và dân tộc Mường của Việt Nam", Tạp chí Nghiên cứu Y học, 106(1), tr. 33-40.
Tài liệu tiếng Anh
8. Martin Bodner, Bettina Zimmermann, Alexander Röck, Anita Kloss- Brandstätter, David Horst, Basil Horst, Sourideth Sengchanh, Torpong Sanguansermsri, Jürgen Horst, Tanja Krämer, Peter M Schneider and Walther
Parson (2011), "Southeast Asian diversity: first insights into the complex mtDNA structure of Laos", BMC Evol Biol, 11.
9. Igor B. Rogozin, Boris A. Malyarchuk, Vladimir B. Berikov and Miroslava V. Derenko (2002), "Analysis of phylogenetically reconstructed mutational spectra in human mitochondrial DNA control region" Human Genetics, 111(1), pp. 46–53. 10. W. M. Brown, Prager E. M., Wang A. and Wilson A. C. (1982), "Mitochondrial DNA sequences of primates: tempo and mode of evolution", J Mol Evol, 18(4), pp. 225-239.
11. M. H. Chen, Lee H. M. and Tzen C. Y. (2002), "Polymorphism and heteroplasmy of mitochondrial DNA in the D-loop region in Taiwanese", J Formos
Med Assoc, 101(4), pp. 268-276.
12. David Comas, Stéphanie Plaza, R Spencer Wells, Nadira Yuldaseva, Oscar Lao, Francesc Calafell and Jaume Bertranpetit (2004), "Admixture, migrations, and dispersals in Central Asia: evidence from maternal DNA lineages", Eur J Hum Genet, 12, pp. 495–504.
13. F. S. Delfin, Ko A. M. S., Li M., Gunnarsdóttir E. D., Tabbada K. A., Salvador J. M., Calacal G. C., Sagum M. S., Datar F. A., Padilla S. G., Ungria M. C. A. D., and Stoneking M. (2014), "Complete mtDNA genomes of Filipino ethnolinguistic groups: A melting pot of recent and ancient lineages in the Asia-Pacific region",
European journal of human genetics, 22(2), pp. 228-237.
14. Miroslava Derenko, Boris Malyarchuk, Tomasz Grzybowski, Galina Denisova, Irina Dambueva, Maria Perkova, Choduraa Dorzhu, Faina Luzina, Hong Kyu Lee, Tomas Vanecek, Richard Villems and Ilia Zakharov (2007), "Phylogeographic analysis of mitochondrial DNA in northern Asian populations", Am J Hum Genet, 81, pp. 1025–1041.
15. Schon EA and DiMauro S (2003), "Mitochondrial respiratory-chain diseases",
New Engl J Med, 348, pp. 2656 – 2668.
16. Heng Li and Richard Durbin (2011), "Inference of Human Population History From Whole Genome Sequence of A Single Individual", Nature, 475 (7357), pp. 493–496.
17. Liu X, Fang H, Shen L, Li F, Liu Y, Chi H, Miao H, Lu J and Bai Y (2014), "Role of mtDNA haplogroups in the prevalence of knee osteoarthritis in a southern Chinese population", Int J Mol Sci, 15(2), pp. 2646-2659.
18. M. A. Fernandez-Moreno, Bornstein B., Petit N. and Garesse R. (2000), "The pathophysiology of mitochondrial biogenesis: towards four decades of mitochondrial DNA research", Mol Genet Metab, 71(3), pp. 481-495.
19. Hill C, Soares P, Mormina M, Macaulay V, Clarke D, Blumbach PB, Vizuete- Forster M, Forster P, Bulbeck D, Oppenheimer S and Richards M. (2007), "A mitochondrial stratigraphy for island southeast Asia", Am J Hum Genet, 80, pp. 29–43. 20. Kampuansai J, Kutanan W, Tassi F, Kaewgahya M, Ghirotto S and Kangwanpong D (2017), "Effect of migration patterns on maternal genetic structure: a case of Tai- Kadai migration from China to Thailand", J Hum Genet, 62, pp. 223–228.
21. Kloss-Brandstätter A, Pacher D, Schönherr S, Weissensteiner H, Binna R, Specht G and Kronenberg F (2011), "HaploGrep: a fast and reliable algorithm for automatic classification of mitochondrial DNA haplogroups", Hum Mut, 32, pp. 25–32.
22. Wibhu Kutanan, Jatupol Kampuansai, Metawee Srikummool, Daoroong Kangwanpong, Silvia Ghirotto, Andrea Brunelli and Mark Stoneking (2017), "Complete mitochondrial genomes of Thai and Lao populations indicate an ancient origin of Austroasiatic groups and demic diffusion in the spread of Tai-Kadai languages", Hum Genet, 136(1), pp. 85–98.
23. Gray IC, Campbell DA and Spurr NK (2000), "Single nucleotide polymorphisms as tools in human genetics", Human Molecular Genetics, 9, pp. 2403 - 2408.
24. Chen JB, Liou CW, Tiao MM, Weng SW, Huang TL, Chuang JH, Chen SD, Chuang YC, Lee WC, Lin TK and Wang PW (2012), "Mitochondrial DNA coding and control region variants as genetic risk factors for type 2 diabetes",
Diabetes, 61(10), pp. 2642-2651.
25. Xu H, Lippold S, Ko A, Li M, Renaud G, Butthof A, Schröder R and Stoneking M (2014), "Human paternal and maternal demographic histories: insights from high-resolution Y chromosome and mtDNA sequences", Investig Genet..
26. Sudoyo H, Malik S, Pramoonjago P, Suryadi H, Sukarna T, Njunting M, Sahiratmadja E and Marzuki S (2002), "Nuclear mitochondrial interplay in the modulation of the homopolymeric tract length heteroplasmy in the control (D- loop) region of the mitochondrial DNA", Hum Genet, 110(5), pp. 402-411. 27. Stoneking M and Pakendorf B (2005), "Mitochondrial DNA and human evolution", Annu Rev Genomics Hum Genet, 6, pp. 165-183.
28. Peng MS, Quang HH, Dang KP, Trieu AV, Wang HW, Yao YG, Kong QP and Zhang YP (2010), "Tracing the Austronesian footprint in Mainland Southeast Asia: a perspective from mitochondrial DNA", Mol Biol Evol, 27, pp. 2417–2430. 29. R. Rajkumar, Banerjee J., Gunturi H. B., Trivedi R. and Kashyap V. K. (2005), "Phylogeny and antiquity of M macrohaplogroup inferred from complete mt DNA sequence of Indian specific lineages", BMC Evol Biol, 5, pp. 26.
30. E. D. Robin and Wong R., (1988), "Mitochondrial DNA molecules and virtual number of mitochondria per cell in mammalian cells", J Cell Physiol, 136(3), pp. 507-513.
31. Jansom A, Sangthong P and Chinnabanchonchai N (2015), "Sequence analysis of mitochondrial DNA hypervariable region I in Thai individuals",
Aust J Forensic Sci, 47(3), pp. 345-354.
32. Chinnery PF and Stewart JB (2015), "The dynamics of mitochondrial DNA heteroplasmy: implications for human health and disease", Nat Rev Genet., 16(9), pp. 530-542.
33. Brigitte Pakendorf and Mark Stoneking (2005), "Mitochondrial DNA and human evolution", Annu. Rev. Genomics Hum. Genet., 6, pp. 165–183.
34. M. Stoneking and Delfin F. S. (2010), "The human genetic history of East Asia: Weaving a complex tapestry", Current Biology, 20(4), pp. R188-R193.
35. Jan-Willem Taanman (1999), "The mitochondrial genome: structure, transcription, translation and replication", Biochimica et Biophysica Acta (BBA),
1410(2), pp. 103-123.
36. Masashi Tanaka, Vicente M. Cabrera, Ana M. González, José M. Larruga, Takeshi Takeyasu, Noriyuki Fuku, Li-Jun Guo,Raita Hirose,Yasunori Fujita, Miyuki Kurata, Ken-ichi Shinoda, Kazuo Umetsu, Yoshiji Yamada, Yoshiharu Oshida, Yuzo Sato, Nobutaka Hattori, Yoshikuni Mizuno, Yasumichi Arai, Nobuyoshi Hirose, Shigeo Ohta, Osamu Ogawa, Yasushi Tanaka, Ryuzo Kawamori, Masayo Shamoto-Nagai, Wakako Maruyama, Hiroshi Shimokata, Ryota Suzuki and Hidetoshi Shimodaira (2004), "Mitochondrial genome variation in eastern Asia and the peopling of Japan", Genome Res, 14, pp.
37. Hebler J, Thalmann O, Poinar H, Pääbo S and Vigilant L (2004), "Unreliable mtDNA data due to nuclear insertions: a cautionary tale from analysis of humans and other great apes", Molecular Ecology, 13, pp. 321–335.
38. Achilli A, Torroni A, Macaulay V, Richards M and Bandelt HJ (2006), "Harvesting the fruit of the human mtDNA tree", Trends Genet., 22(6), pp. 339- 345.
39. M. Kayser and van Oven M. (2009), "Updated comprehensive phylogenetic tree of global human mitochondrial DNA variation", Hum Mut, 30, pp. E386–394.
40. Bo Wen, Hui Li, Song Gao, Xianyun Mao, Yang Gao, Feng Li, Feng Zhang, Yungang He, Yongli Dong, Youjun Zhang, Wenju Huang, Jianzhong Jin, Chunjie Xiao, Daru Lu, Ranajit Chakraborty, Bing Su, Ranjan Deka and Li Jin (2005), "Genetic structure of Hmong-Mien speaking populations in East Asia as revealed by mtDNA lineages", Mol Biol Evol, 22, pp. 725–734.
41. Zheng H, Yang K, Qin Z, Lu Y, Farina SE, Li S, Jin L, Li D and Li H (2011), "Positive selection on mitochondrial M7 lineages among the Gelong people in Hainan", J Hum Genet, 56(3), pp. 253-256.
42. Qi X, Zhang X, Yang Z, Serey B, Sovannary T, Bunnath L, Seang Aun H, Samnom H, Zhang H, Lin Q, van Oven M, Shi H and Su B (2013), "Analysis of mitochondrial genome diversity identifies new and ancient maternal lineages in Cambodian aborigines", Nat Commun, 4, pp. 2599.
PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Các vị trí đa hình phát hiện được tại 2 vùng HV-I và HV-II ở quần thể nghiên cứu của các dân tộc Kinh, Thái, Hmong, Lolo và Giarai
STT Vị trí trên hệ ty thể Vùng gen rCRS Đa hình Số cá thể mang đa hình Kinh N=51 Thái N=24 Hmong N=41 Lolo N=36 Giarai N=30 1 63 HV-II T C 0 0 2 0 0 2 64 HV-II C T 0 1 10 0 0 3 66 HV-II G A 0 0 2 0 0 4 73 HV-II A G 51 24 41 36 30 5 103 HV-II G A 1 0 0 0 0 6 114 HV-II C T 1 0 1 0 0 7 125 HV-II T C 0 1 1 0 0 8 127 HV-II T C 0 1 1 0 0 9 128 HV-II C T 0 1 1 0 0 10 131 HV-II T C 1 0 0 0 0 11 143 HV-II G A 1 1 0 0 5 12 146 HV-II T C 5 6 0 4 4 HV-II T A 1 0 0 0 0 13 150 HV-II C T 14 3 9 0 8 14 151 HV-II C T 2 0 0 0 10 15 152 HV-II T C 5 5 0 13 7 16 153 HV-II A G 1 0 0 0 0 17 182 HV-II C T 0 1 0 0 0 18 183 HV-II A G 0 0 0 8 1
19 185 HV-II G A 2 0 0 0 0 20 189 HV-II A G 2 0 0 0 0 21 195 HV-II T C 4 1 2 0 4 22 199 HV-II T C 10 4 0 1 3 23 204 HV-II T C 5 3 2 1 1 24 207 HV-II G A 2 1 2 1 0 25 210 HV-II A G 5 0 10 3 1 26 215 HV-II A G 1 0 1 0 0 27 224 HV-II A G 0 0 0 7 0