Оценка полиморфизма гена наследственного гемохроматоза типа 1 человека HFE среди населения России. Анализ вклада мутаций гена HFE в развитие патологических процессов в организме. Тест-системы для генотипирования экзонных и интронных полиморфизмов гена.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА НАСЛЕДСТВЕННОГО ГЕМОХРОМАТОЗА HFE У НАСЕЛЕНИЯ СИБИРИРабота выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте цитологии и генетики Сибирского отделения РАН в лаборатории молекулярных основ генетики животных, г. Институт цитологии и генетики СО РАН г. Институт цитологии и генетики СО РАН г. Защита диссертации состоится 2010г. на утреннем заседании диссертационного совета Д003.011.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Институте цитологии и генетики СО РАН, в конференц-зале Института по адресу 630090, г. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института цитологии и генетики СО РАН.При генотипировании популяционных выборок различных этнических групп по мутациям C282Y и H63D было установлено, что частоты этих аллелей максимальны в государствах Европы и минимальны в Юго-Восточной Азии. Отсутствие экзонных мутаций этого гена на хромосомах значительного числа пациентов с НГ в некоторых этнических группах послужило причиной поиска мутаций в некодирующих областях этого гена, которые могли бы влиять на его экспрессию. Идентифицированы гаплотипы по полиморфизмам IVS2( 4)t/c IVS4(-44)t/c, IVS5(-47)a/g гена HFE. Установлена сцепленность каждой из мажорных мутаций гена HFE во всех исследованных этнических группах России с определенным вариантом интронного гаплотипа по полиморфизмам IVS2( 4)t/c IVS4(-44)t/c, IVS5(-47)a/g этого гена, а именно C282Y-с TTG, H63D-с CTA и S65C-с CCA. Произведена оценка вклада носительства аллелей C282Y и H63D гена HFE в риск возникновения наследственного гемохроматоза 1-го типа и некоторых патологий, связанных с нарушением метаболизма железа, а также на продолжительность жизни человека на территории России.В настоящей работе представлены результаты генотипирования 1618 представителей различных этнических групп России по аллелям С282Y, H63D и S65C гена HFE, из них для 359 было проведено генотипирование по трем интронным полиморфизмам IVS2( 4)t/c IVS4(-44)t/c, IVS5(-47)a/g этого гена. Аллели с экзонными полиморфизмами С282Y, H63D и S65C оказались сцеплены с гаплотипами TTG, CTA и CCA, соответственно. Контекстный анализ участков ДНК в местах расположения интронных полиморфизмов выявил потенциальную возможность их влияния на особенности сплайсинга и в результате на состав кодируемых геном МРНК. Распределение аллелей с экзонными мутациями гена регулятора метаболизма железа HFE на территории России этноспецифично: C282Y за единичными исключениями встречается только у русских, S65C с равными частотами у русских, манси и чукчей, H63D с максимальными частотами обнаружена у финно-угров и русских, практически отсутствует у чукчей, а остальные монголоидные популяции по этому признаку занимают промежуточное положение. Частота аллеля 63D гена HFE достоверно повышена в выборках пациентов с гемохроматозом, синдромом перегрузки железом, сахарным диабетом и болезнью Альцгеймера относительно популяционной выборки.
Вывод
В настоящей работе представлены результаты генотипирования 1618 представителей различных этнических групп России по аллелям С282Y, H63D и S65C гена HFE, из них для 359 было проведено генотипирование по трем интронным полиморфизмам IVS2( 4)t/c IVS4(-44)t/c, IVS5(-47)a/g этого гена.
В результате показано существование 4 вариантов интронных гаплотипов: TTG, CTA, CCA и TTA. Аллели с экзонными полиморфизмами С282Y, H63D и S65C оказались сцеплены с гаплотипами TTG, CTA и CCA, соответственно. Распределение полиморфизмов, гаплотипов и генотипов гена HFE этноспецифично.
Контекстный анализ участков ДНК в местах расположения интронных полиморфизмов выявил потенциальную возможность их влияния на особенности сплайсинга и в результате на состав кодируемых геном МРНК.
1. Распределение аллелей с экзонными мутациями гена регулятора метаболизма железа HFE на территории России этноспецифично: C282Y за единичными исключениями встречается только у русских, S65C с равными частотами у русских, манси и чукчей, H63D с максимальными частотами обнаружена у финно-угров и русских, практически отсутствует у чукчей, а остальные монголоидные популяции по этому признаку занимают промежуточное положение.
2. Частота генотипа C282Y/C282Y, обусловливающий генетическую предрасположенность к развитию наследственного гемохроматоза 1 типа, составляет у русских 0.0012. В других этнических группах России вероятность развития этого заболевания крайне низка.
3. Среди пациентов с наследственным гемохроматозом доля гомозигот C282Y/C282Y составляет только 30%, что указывает на значительную роль других факторов в формировании данного заболевания на территории России. 4. Частота аллеля 63D гена HFE достоверно повышена в выборках пациентов с гемохроматозом, синдромом перегрузки железом, сахарным диабетом и болезнью Альцгеймера относительно популяционной выборки. Изменений в частоте этого аллеля у долгожителей не обнаружено, что указывает на отсутствие однозначно негативного эффекта от его носительства.
5. У долгожителей наблюдается достоверное снижение частоты аллеля C282Y гена HFE относительно популяционной, что может указывать на негативное влияние носительства данного аллеля на продолжительность жизни.
6. Из 8-ми возможных интронных гаплотипов по полиморфизмам IVS2( 4)t/c IVS4(-44)t/c, IVS5(-47)a/g гена HFE в исследованных этнических группах России обнаружено только 4: TTG, ТТА, CTA и CCA.
Каждый из экзонных полиморфизмов C282Y, H63D и S65C сцеплен только с определенным интронным гаплотипом: TTG, CTA, CCA, соответственно. Распределение гаплотипов гена HFE на территории России этноспецифично, следовательно, ОНП и гаплотипы гена HFE информативны в качестве аутосомных молекулярных маркеров для филогенетического анализа.
7. Из данных контекстного анализа участков ДНК в местах локализации интронных полиморфизмов гена HFE следует, что эти ОНП потенциально значимы для сплайсинга пре-МРНК. IVS2( 4)t/c потенциально может влиять на выбор 5’сайта сплайсинга посредством U1 РНП. IVS4(-44)t/c потенциально может воздействовать на процесс удержания последовательности ДНК интрона 4 в составе МРНК HFE и, опосредованно, на образование растворимого варианта белка. IVS5(-47)a/g потенциально может оказывать влияние на взаимодействие пре-МРНК с U6 и U2 РНП и изменять скорость сборки сплайсосомы вблизи экзона 5.
Таким образом, носители различных генотипов по интронным гаплотипам гена HFE потенциально могут различаться наборами экспрессируемых альтернативных МРНК.
8. Особенности накопления замен в ходе эволюции последовательностей гена HFE указывают на неоднократность возникновения замены в 4-ой позиции интрона 2 (IVS2( 4)t->c). Это может являться независимым подтверждением функциональной значимости этой замены.
Список литературы
1. Ромащенко А.Г., Михайлова С.В., Воевода М.И., Кобзев В.Ф. Способ диагностики предрасположенности к гемохроматозу. Патент на изобретение № 2144566, 2000г
2. Кулагина Е.А., Михайлова С.В. Хронические диффузные заболевания печени с синдромом перегрузки железом // Бюллетень СО РАМН, 2000, №2 (96), С. 74-77. (список ВАК)
3. Михайлова С.В., Кобзев В.Ф., Ромащенко А.Г., Хаснулин, Воевода М.И Распространение аллелей C282Y, H63D и S65C гена HFE и предрасположенности к нарушениям метаболизма железа в популяциях России // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии, 2001, Т.XI, №4, С.13-17. (список ВАК)
5. Михайлова С.В., Кобзев В.Ф., Куликов И.В., Ромащенко А.Г., Хаснулин В.И, Воевода М.И. Распространенность аллелей С282Y, H63D и S65C гена HFE, ассоциированного с наследственным гемохроматозом в популяциях народов Сибири // Сборник «Генофонд населения Сибири» Изд-во НИИ археологии и этнографии СО РАН Новосибирск 2003 С. 82-86.
6. Кулагина Е.А., Михайлова С.В., Ромащенко А.Г., Воевода М.И., Курилович С.А. Полиморфизм гена HFE у больных хроническим гепатитом С // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии, 2005, №4, С.29-34. (список ВАК)
7. Михайлова С.В. , Онопченко О.В., Суханов А.В., Максимов В.Н., Гаскина Т.К., Ромащенко А.Г., Воевода М.И. Гаплотипический анализ гена HFE в популяции русских и среди пациентов с мультифакториальными заболеваниями // Вестник ВОГИС, 2006. Т. 10, №3, С. 504-513. (список ВАК)
8. Михайлова С.В., Бабенко В.Н., Максимов В.Н. , Воевода М.И., Кобзев В.Ф., Ромащенко А.Г. Оценка потенциальной функциональной значимости полиморфизмов IVS2( 4) t/c, IVS4(-44) t/c и IVS5(-47) a/g гена HFE, ассоциированного с наследственным гемохроматозом человека // Математическая биология и биоинформатика, 2008 Т.3. №2 С. 60-68.