Η προέλευση της αιμοσφαιρίνης Ο-Θράκη με βάση τους απλότυπους περιορισμού του γονιδίου της β-σφαιρίνης

Abstract

The present study deals with the origin of the hemoglobin O-Thrace mutation on the basis of β-globin gene RFLP’s. DNA samples were collected from 56 individuals. Fifteen polymorphic sites within the beta-globin gene cluster as well as the mutation site were detected by the use of restriction enzymes after PCR amplification of appropriate sequences. Beta-globin gene frameworks as well as the mutation site were detected by DNA sequencing. HbO-Thrace was proved to be identical to HbO-Arab. Results included the following: i) HbO-Thrace is related in 85% of cases with the + - - - - - + + 5’ subhaplotype and in 15% with the + - - - - - + - one, while its relation with the - + + - - + + 3’ subhaplotype is total. These data indicate that the HbO-Thrace mutation evolved on the + - - - - - + + / - + + - - + + haplotype, which can be used as a genetic marker for its detection, while a recombination event between this haplotype and haplotype I must have taken place later on. The + - - - + 5; subhaplotype is very rare (~0,3%) in Greece, but quite common in normal genes of Pomak origin (~12%). ii) The + - - - - - + + / - + + - - + + haplotype could be explained as product of a recombination event between haplotypes I and II, which are detected in large percentages within Greek population, being followed by the arousal of the HbO-Thrace mutation. iii) The - + + - + + + + 5’ subhaplotype, which was found in about 35% of normal Pomak β-globin genes, can be explained as the product of a recombination event between the common haplotypes II and IX. iv) The presence of two rare haplotypes in merely half of the chromosomes of Pomak origin, implies that Pomaks consist a population where genetic drift is intense, probably due to genetic isolation and elevated inbreeding rate. v) The presence of the rare CCTCT framework in both HbO-Thrace chromosomes of Pomak origin and HbO-Arab chromosomes found elsewhere suggests a common origin for the CD121GAA→AAA mutation. In conclusion, Pomaks, who carry the HbO-Thrace mutation in a considerably high percentage (~4,5%), seem to represent a compact, isolated population of mediterranean origin with much inbreeding, in which genetic drifts were advantaged to evolve. This reflects to the presence of two rare haplotypes, one that was related with almost half of the normal β-globin genes and another that was related with almost all the β-globin genes carrying the HbO-Thrace mutation. Thus, it is highly likely that Pomak region was the pool from where HbO-Thrace was emerged and dispersed throughout all known countries, possibly via the conquers of the Ottoman Empire. Later on, a recombination event took place on a mutant gene between haplotype I. All mutant HbO-Thrace genes dispersed worldwide could have participated in local recombination events, without losing their original genetical characteristics. The genetic affinity between Pomaks and the rest of Greeks, based on the similar way that haplotypes are distributed among their normal and thalassemic chromosomes, is referred as secondary but not of less interest conclusion.

Η παρούσα μελέτη ασχολείται με την προέλευση της αιμοσφαιρίνης Ο-Θράκη με βάση τους πολυμορφισμούς του γονιδίου της β-σφαιρίνης. Ελήφθησαν δείγματα DNA από 56 άτομα. Με τη βοήθεια εφαρμογής περιοριστικών ενζύμων σε κατάλληλα προϊόντα αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης ελέγχθηκαν δεκαπέντε πολυμορφισμοί και η θέση της μεταλλαγής της αιμοσφαιρίνης Ο-Θράκη. Με άμεση βάση προς βάση ανάλυση DNA ελέγχθηκαν οι σκελετοί (frameworks) του β-γονιδίου και η θέση της μεταλλαγής. Τα αποτελέσματα ήταν: α) Η αιμοσφαιρίνη Ο-Θράκη παρουσιάζει σημαντική ομοιογένεια στον ελληνικό πληθυσμό καθώς σχετίζεται σε 85% των περιπτώσεων με τον 5΄υποαπλότυπο + - - - - - + + (Πομακικός ΙΙ) και σε 15% με τον 5΄υποαπλότυπο + - - - - - + -, ενώ καθολική είναι η συσχέτισή του με τον 3΄υποαπλότυπο - + + - - + +. Τα δεδομένα αυτά δηλώνουν ότι η μεταλλαγή έγινε πάνω στον + - - - - - + + - - + + απλότυπο, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης για την ανίχνευσή της , ενώ μετά ακολούθησε ανασυνδυασμός μεταξύ αυτού και του απλοτύπου Ι. Ο 5΄υποαπλότυπος + - - - + είναι σπανιότατος (~0,3%) στην Ελλάδα, σχετικά διαδεδομένος όμως στα φυσιολογικά χρωμοσώματα των Πομάκων (περίπου 12%). β) Ο απλότυπος + - - - - - + + / - + + - - + +, ο οποίος συνδέεται με την HbO, μπορεί να εξηγηθεί ως προϊόν ανασυνδυασμού των απλοτύπων Ι και ΙΙ, οι οποίοι απαντώνται με μεγάλη συχνότητα στον ελληνικό πληθυσμό, ενώ η μετάλλαξη της HbO φαίνεται να έχει επέλθει μετά το γεγονός του ανασυνδυασμού, γ) Ο 5΄υποαπλότυπος - + + - + + + + (Πομακικός Ι) που βρέθηκε σε περίπου 35% των φυσιολογικών χρωμοσωμάτων Πομάκων μπορεί να εξηγηθεί ως προϊόν ανασυνδυασμού των απλοτύπων ΙΙ και ΙΧ. Δ) Η παρουσία δύο σπάνιων απλότυπων (Πομακικός Ι και Πομακικός ΙΙ) στο 50% των Πομακικής προέλευσης χρωμοσωμάτων υποστηρίζει την άποψη της γενετικής απομόνωσής τους και της τροποποίησης των γονιδιακών συχνοτήτων μέσω της διαδικασίας της γενετικής παρέκκλισης. ε) Η συσχέτιση τόσο της αιμοσφαιρίνης Ο-Θράκη όσο και των περιπτώσεων HbO-Arab που έχουν μελετηθεί με το σκελετό CCTCT υποδηλώνει μία κοινή προέλευση της μεταλλαγής CD121GAA→AAA. Συμπερασματικά, οι Πομάκοι, οι οποίοι φέρουν την Ο-Θράκη σε αξιοσημείωτο ποσοστό (~4,5%) φαίνεται να αποτελούν ένα αμιγή κλειστό πληθυσμό, μεσογειακής προέλευσης. Η ανάπτυξη γενετικών παρεκκλίσεων (drifts) σε αυτόν αντικατοπτρίζεται στους ιδιαίτερους απλότυπους που χαρακτηρίζουν τόσο ένα σημαντικό ποσοστό φυσιολογικών β-γονιδίων, όσο και σχεδόν το σύνολο αυτών που φέρουν τη μεταλλαγή της αιμοσφαιρίνης Ο-Θράκη. Με βάση το σκεπτικό αυτό η περιοχή των Πομάκων απετέλεσε την κοιτίδα της εμφάνισης και διασποράς της μεταλλαγής της αιμοσφαιρίνης Ο-Θράκη σε όλες τις μέχρι τώρα χώρες, κατά κύριο λόγο μέσω των εκστρατειών των Οθωμανών, με τους οποίους οι Πομάκοι αναγκάστηκαν να συστρατευτούν. Μετά την εμφάνιση της μεταλλαγής της Ο-Θράκη, ακολούθησε ένας ανασυνδυασμός μεταξύ του απλοτύπου αυτής και του απλοτύπου Ι. Οι ανά τον κόσμο διασπαρμένοι γόνοι αυτής ενεπλάκησαν επίσης σε τοπικά γεγονότα ανασυνδυασμών, διατηρώντας όμως τα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά του αρχικού γόνου. Ως δευτερεύον αλλά όχι ήσσονος σημασίας συμπέρασμα αναφέρεται η γενετική συνάφεια Πομάκων και λοιπών Ελλήνων, όπως αυτή εκφράζεται μέσα από την ομοιογένεια των απλοτύπων των φυσιολογικών και θαλασσαιμικών γονιδίων τους.