Reconstruction of the founder haplotype with mutation c.644G>A p. (Trp215*) in the CLIC5 gene, leading to juvenile autosomal recessive deafness (DFNB103) in Yakutia

Earlier, in Yakutia, using whole exome sequencing (WES) the genetic cause of juvenile autosomal recessive deafness (DFNB103, OMIM 616042), caused by the nonsense variant c.644G>A p.(Trp215*) of the CLIC5 gene, was identified. This work presents the results of the analysis of the carrier frequency of the variant c.644G>A p.(Trp215*) in 512 adult individuals without hearing impairment from 8 populations of Eastern Siberia (Russians, Russian old-timers, Yakuts, Evenks, Evens, Dolgans, Yukaghirs and Chukchi). With the highest carrier frequency this mutation was found in the Yukaghir population (3.2%), with intermediate carrier frequencies in Evens (1.4%) and Evenks (1.4%), with the lowest carrier frequency in Yakuts (0.8%) and was absent in Russians (including Russian old-timers), Dolgans and Chukchi. The analysis of haplotypes obtained as a result of genotyping of ~ 730,000 SNP-markers was carried out in 18 patients of various ethnic origins (Evens, Evenks, and Yakuts) homozygous for the c.644G>A p.(Trp215*) mutation, and 83 individuals without this mutation. All 18 individuals with the homozygous variant c.644G>A p.(Trp215*) showed homozygosity blocks of different lengths on chromosome 6, which were absent in the control group. All blocks overlapped in one region, 785.5 kb in length (224 SNP), which is evidence in favor of a single origin of the c.644G>A p.(Trp215*) mutation. Estimation of the age of c.644G>A-haplotypes showed that the expansion of mutant chromosomes could begin in the Late Neolith period (Bronze or Early Iron Age), and most likely not in the Turkic peoples, but in the Tungus-speaking, Ural-speaking, or even in paleoasians peoples. The data obtained indicate the relevance of the targeted analysis of the c.644G>A p. (Trp215*) mutation of the CLIC5 gene in the target groups of patients, among the indigenous population of Siberia and East Asia, and possibly among the populations of the Arctic coast of Eurasia and North America.

juvenile autosomal recessive deafness, CLIC5 gene, Yukaghirs, Evens, Yakuts, founder effect, Eastern Siberia, DFNB103, variant c644G>

1. Пшенникова В.Г., Романов Г.П., Николаева Т.М., Терютин Ф.М., Борисова Т.В., Комарьков И.Ф. и др. Новая нонсенс-мутация с.1121G>A (p.Trp374*) гена CLIC5 - основная причина ювенильной аутосомно-рецессивной формы глухоты (DFNB103), очаги накопления которой обнаружены в арктических районах Якутии. Медицинская генетика. 2019; 18(10):36-48. doi: 10.25557/2073-7998.2019.10.36-48

2. Seco C.Z., Oonk A.M., Domínguez-Ruiz M., Draaisma J.M., Gandía M., Oostrik J. et al. Progressive hearing loss and vestibular dysfunction caused by a homozygous nonsense mutation in CLIC5. Eur J Hum Genet. 2015; 23(2):189-194. doi: 10.1038/ejhg.2014.83

3. Wonkam-Tingang E., Schrauwen I., Esoh K.K., Bharadwaj T. Nouel-Saied L.M. Acharya A., et al. Bi-Allelic Novel Variants in CLIC5 Identified in a Cameroonian Multiplex Family with Non-Syndromic Hearing Impairment. Genes. 2020; 11(11):1249. doi.org/10.3390/genes11111249

4. Долгих Б.О. Родовой и племенной состав народов Сибири в XVII в. M.; АН СССР. 1960:622.

5. Долгих Б.О. Происхождение долган. Сибирский этнографический сборник. M.; АН СССР. 1963; 5:622.

6. Иохельсон В.И. Материалы по изучению юкагирского языка и фольклора, собранные в Колымском округе В.И. Иохельсоном. СПб; Типография Императорской Академии наук. 1900:272.

7. Левин М.Г. Основные итоги и очередные задачи антропологического изучения Сибири в связи с этногенетическими исследованиями. Вопросы истории Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск; Изд-во Сибирского отделения АН СССР. 1961:41-51.

8. Туголуков В.А. Этнические корни тунгусов. Этногенез народов Севера. M.; Наука. 1980:152-177.

9. Хлобыстин Л.П. Новое о древнем населении Таймыра. Происхождение аборигенов Сибири и их языков. Томск; Изд-во Томского госуниверситета. 1969:141-143.

10. Фишер И.Э. Сибирская история с самого открытия Сибири до завоевания сий земли Российским оружием. СПб; Имперская академия наук. 1774:632.

11. Бунак В.В. Происхождение и этническая история русского народа по антропологическим данным. М.; Наука. 1965.

12. Гоголев А.И. Этническая история народов Якутии (до начала XX века). Якутск; Изд-во ЯГУ. 2004:103.

13. Bengtsson B.O., Thompson G. Measuring the strength of associations between HLA antigens and diseases. Tissue Antigens. 1981; 18:356-363. doi: 10.1111/j.1399-0039.1981.tb01404.x

14. Reeve J.P., Rannala B. DMLE+: Bayesian linkage disequilibrium gene mapping. Bioinform. 2002; 18:894-895. doi: 10.1093/bioinformatics/18.6.894

15. Федорова С.А. Генетические портреты народов Республики Саха (Якутия): анализ линий митохондриальной ДНК и Y-хромосомы. Якутск; Изд. ЯНЦ СО РАН. 2008:235.

16. Fedorova S.A., Reidla M., Metspalu E., Metspalu M., Rootsi S., Tambets K., et al. Autosomal and uniparental portraits of the native populations of Sakha (Yakutia): implications for the peopling of Northeast Eurasia. BMC evolutionary biology. 2013; 13:127. doi: 10.1186/1471-2148-13-127

17. Ilumäe A.M., Reidla M., Chukhryaeva M., Järve M., Post H., Karmin M., et al. Human Y Chromosome Haplogroup N: A Non-trivial Time-Resolved Phylogeography that Cuts across Language Families. Am J Hum Genet. 2016; 99(1):163-173. doi: 10.1016/j.ajhg.2016.5.25

18. Набиуллина Э.С. Итоги Всероссийской переписи населения 2010 года: в 11 томах: официальное издание. M.; Федеральная служба гос. статистики. Статистика России. 2012:30.

19. Гоголев З.В., Гурвич И.С., Золотарева И.М., Жорницкая М.Я. Юкагиры: историко-этнографический очерк. Новосибирск. Наука. 1975:244.

20. Гурвич И.С. Этническая история Северо-Востока Сибири. Труды Института этнографии. М.; Наука. 1966;89:272.

21. Barashkov N.A., Dzhemileva L.U., Fedorova S.A., Teryutin F.M., Posukh O.L., Fedotova E.E., et al. Autosomal recessive deafness 1A (DFNB1A) in Yakut population isolate in Eastern Siberia: extensive accumulation of the splice site mutation IVS1+1G>A in GJB2 gene as a result of founder effect. J Hum Genet. 2011; 56(9):631-639. doi: 10.1038/jhg.2011.72

22. Соловьев А.В., Барашков Н.А., Бады-Хоо М.С., Посух О.Л., Пшенникова В.Г., Терютин Ф.М., и др. Реконструкция SNP-гаплотипов с мутацией c.-23+1G>A гена GJB2 человека в некоторых популяциях Евразии. Генетика. 2017; 53(8):988-993. doi: 10.7868/S0016675817080094

23. Осаковский В.Л., Шатунов А.Ю., Голдьфарб Л.Г., Платонов Ф.А. Оценка возраста мутантной хромосомы по гену SCA1 в якутской популяции. Якутский медицинский журнал. 2004; 2:63.

24. Maksimova N., Hara K., Miyashia A., Nikolaeva I., Shiga A., Nogovicina A., et al. Clinical, molecular and histopathological features of short stature syndrome with novel CUL7 mutation in Yakuts: new population isolate in Asia. J Med Genet. 2007; 44:772-778. doi: 10.1136/jmg.2007.51979

25. Maksimova N., Hara K., Nikolaeva I., Chun-Feng T., Usui T., Takagi M., et al. Neuroblastoma amplified sequence gene is associated with a novel short stature syndrome characterized by optic nerve atrophy and Pelger-Huët anomaly. J Med Genet. 2010; 47:538-548. doi: 10.1136/jmg.2009.74815

26. Barashkov N.A., Konovalov F.A., Borisova T.V., Teryutin F.M., Solovyev A.V., Pshennikova V.G., et al. Autosomal recessive cataract (CTRCT18) in the Yakut population isolate of Eastern Siberia: a novel founder variant in the FYCO1 gene. European Journal of Human Genetics. 2021. doi: 10.1038/s41431-021-00833-w

27. Галеева Н.М., Воевода М.И., Спиридонова М.Г., Степанов В.А., Поляков А.В. Популяционная частота и возраст мутации с.806С>T в гене CYB5R3 являющейся причиной наследственной метгемоглобинемии первого типа в Якутии. Генетика. 2013; 49(4):523-530. doi: 10.7868/S0016675813030065

28. Степанова С.В. Генетическая вариабельность локуса миотонинпротеинкиназы в якутской популяции.: автореферат дис… кандидата биологических наук: 03.02.07 - генетика / Степанова Светлана Кимовна [Место защиты: Науч.-исслед. ин-т медицинской генетики Федеральный исследовательский медицинский центр] - Томск. 2015:23.

29. Куртанов Х.А. Окулофарингеальная миодистрофия и вариабельность локуса ОФМД в популяциях Якутии.: автореферат дис… кандидата медицинских наук: 03.02.07 - генетика / Куртанов Харитон Алексеевич [Место защиты: Науч.-исслед. ин-т медицинской генетики Федеральный исследовательский медицинский центр] - Томск. 2015:23.

30. Пузырев В.П., Максимова Н.Р. Наследственные болезни у якутов. Генетика. 2008; 44(10):1317-1384.

31. Максимова Н.Р., Ноговицына А.Н., Куртанов Х.А., Алексеева Е.И. Популяционная частота и возраст мутации G5741→A в гене NBAS, являющейся причиной SOPH-синдрома в Республике Саха (Якутия). Генетика. 2016; 52(10):1194-1201. doi: 10.7868/S0016675816090101

32. Lunkes A., Goldfarb L.G., Platonov F.A., Alexeev V.P., Duenas-Barajas E., Gajdusek D.C., et al. Autosomal dominant spinoserebellar ataxia (SCA) in Siberian founder population: assignment to the SCA1 locus. Experimental Neurology. 1994; 126:310-312. doi: 10.1006/exnr.1994.1070

33. Kondo H., Maksimova N., Otomo T., Kato H., Imai A., Asano Y., et al. Mutation in VPS33A affects metabolism of glycosaminoglycans: a new type of mucopolysaccharidosis with severe systemic symptoms. Hum Mol Genet. 2017; 26(1):173-183. doi: 10.1093/hmg/ddw377

34. Алексеев А.Н. Древняя Якутия. Неолит и эпоха бронзы. Новосибирск; Изд-во Института археологии и этнографии СО РАН. 1996:143.