Вариация пигментации радужки глаз белорусской популяции в связи с полиморфизмом генов HERC2 и OCA2

Генетическое фенотипирование человека – новое, интенсивно развивающееся направление криминалистической генетики. Исследование генетических основ цветовой вариации глаз является одним из наиболее перспективных среди подходов, нацеленных на установление облика неизвестного индивида по характеристикам его ДНК. В данной работе проведено изучение полиморфизмов rs12913832 и rs1800407 в генах HERC2 и ОСA2 соответственно в связи с пигментацией радужки глаз белорусской популяции и дана оценка их прогностической эффективности для генетического фенотипирования. Полученные данные подтвердили значимый вклад в цветовую вариацию радужки глаз rs12913832:A>G и rs1800407:G>A. Высокие значения чувствительности (SE = 0,94) и специфичности (SP = 0,90) были получены для rs12913832, подтвердив эффективность данного маркера для использования в качестве классификатора фенотипических групп. Наличие предкового доминантного аллеля rs12913832-A обусловливает темную пигментацию радужки, однако гетерозиготное носительство rs12913832:GA включает значительный спектр смешанных вариантов. Однонуклеотидный полиморфизм rs1800407 характеризуется высокой чувствительностью (SE = 0,98), однако имеет низкое значение специфичности (SP = 0,14), следовательно, данный маркер, не являясь эффективным классификатором, может использоваться только как вспомогательный инструмент для предсказания цвета глаз. Оценка совокупного вклада изученных полиморфизмов в цветовую вариацию радужки глаз белорусской популяции показывает их высокий прогностический потенциал для генетического фенотипирования.

1. Sturm, R. A. Genetics of human iris colour and patterns / R. A. Sturm, M. Larsson // Pigment Cell and Melanoma Research. – 2009. – Vol. 22, N 5. – P. 544–562. https://doi.org/10.1111/j.1755-148x.2009.00606.x

2. Cellular mechanisms regulating human melanogenesis / H. Y. Park [et al.] // Cellular and Molecular Life Sciences. – 2009. – Vol. 66, N 9. – P. 1493–1506. https://doi.org/10.1007/s00018-009-8703-8

3. Novel quantitative pigmentation phenotyping enhances genetic association, epistasis, and prediction of human eye color / A. Wollstein [et al.] // Scientific Report. – 2017. – Vol. 7, N 1. – Art. e43359. https://doi.org/10.1038/srep43359

4. Parra, E. J. Human pigmentation variation: evolution, genetic basis, and implications for public health / E. J. Parra // American Journal of Physical Anthropology. – 2007. – Vol. 134, N S45. – P. 85–105. https://doi.org/10.1002/ajpa.20727

5. A genome-wide association study identifies novel alleles associated with hair color and skin pigmentation / J. Han [et al.] // PLoS Genetics. – 2008. – Vol. 4, N 5. – Art. e1000074. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1000074

6. Eye color and the prediction of complex phenotypes from genotypes / F. Liu [et al.] // Current Biology. – 2009. – Vol. 19, N 5. – P. R192–R193. https://doi.org/10.1016/j.cub.2009.01.027

7. A three-single-nucleotide polymorphism haplotype in intron 1 of OCA2 explains most human eye-color variation / D. L. Duffy [et al.] // American Journal of Human Genetics. – 2007. – Vol. 80, N 2. – P. 241–252. https://doi.org/10.1086/510885

8. P gene mutations associated with oculocutaneous albinism type II (OCA2) / W. S. Oetting [et al.] // Human Mutation. – 2005. – Vol. 25, N 3. – P. 323. https://doi.org/10.1002/humu.9318

9. Genetic analyses of the human eye colours using a novel objective method for eye colour classification / J. D. Andersen [et al.] // Forensic Science International: Genetics. – 2013. – Vol. 7, N 5. – P. 508–515. https://doi.org/10.1016/j.fsigen.2013.05.003

10. Kayser, M. DNA-based prediction of human externally visible characteristics in forensics: motivations, scientific challenges, and ethical considerations / M. Kayser, P. M. Schneider // Forensic Science International: Genetics. – 2009. – Vol. 3, N 3. – P. 154–161. https://doi.org/10.1016/j.fsigen.2009.01.012

11. Шарухо, И. Н. Белорусы в антропологическом и этническом пространстве / И. Н. Шарухо // Псковский регионо-логический журнал. – 2008. – № 6. – C. 142–152.

12. Ferri, C. Volume under the ROC surface for multi-class problems / C. Ferri, J. Hernández-Orallo, M. A. Salido // Machine Learning: ECML 2003. ECML 2003. Lecture Notes in Computer Science / eds. N. Lavrač [et al.]. – Berlin, 2003. – Vol. 2837. – P. 108–120. https://doi.org/10.1007/978-3-540-39857-8_12

13. Importance of nonsynonymous OCA2 variants in human eye color prediction / J. D. Andersen [et al.] // Molecular Genetics & Genomic Medicine. – 2016. – Vol. 4, N 4. – P. 420–430. https://doi.org/10.1002/mgg3.213

14. A single SNP in an evolutionary conserved region within intron 86 of the HERC2 gene determines human blue-brown eye color / R. A. Sturm [et al.] // American Journal of Human Genetics. – 2008. – Vol. 82, N 2. – P. 424–431. https://doi. org/10.1016/j.ajhg.2007.11.005

15. The common occurrence of epistasis in the determination of human pigmentation and its impact on DNA-based pig-mentation phenotype prediction / E. Pośpiech [et al.] // Forensic Science International: Genetics. – 2014. – Vol. 11. – P. 64–72. https://doi.org/10.1016/j.fsigen.2014.01.012

16. Trevethan, R. Sensitivity, Specificity, and Predictive Values: Foundations, Pliabilities, and Pitfalls in Research and Practice / R. Trevethan // Frontiers Public Health. – 2017. – Vol. 5. – Art. 307. https://doi.org/10.3389/fpubh.2017.00307