Введение к работе
Актуальность работы.
С потреблением алкоголя в России связана повышенная смертность мужчин
трудоспособного возраста: от трети до более половины смертей составляют
прямые (из-за отравления алкоголем) или непрямые (дорожно-транспортные
происшествия в состоянии опьянения, бытовые убийства, самоубийства, травмы,
цирроз печени и другие связанные с алкоголем заболевания) алкогольные потери
(Немцов, 2001; Андреев и др„ 2008; Leon et al., 2009; Zaridze et al., 2009).
Исследование причин сверхвысокого потребления алкоголя и факторов риска
формирования алкогольной зависимости имеет высокую социальную и научную
значимость. Гены, контролирующие метаболизм алкоголя, влияют на количество
потребляемого алкоголя и риск развития алкогольной зависимости. К ним
относятся ген алкогольдегидрогеназы ADH1B (прежнее название ADH2) и ген
ALDH2, кодирующий митохондриальную альдегиддегидрогеназу.
Два разных аллеля гена ADHlB*Arg47His определяют синтез разных изоформ
соответствующего фермента, отличающихся на порядок по скорости
катализируемой реакции превращения алкоголя в токсичный ацетальдегид. У
носителей аллеля гена ALDH2*504Lys более чем на 90% снижена активность
фермента по сравнению с носителями аллеля ALDH2*504Glu, вследствие чего
замедляется окисление ацетальдегида [Kim et al., 2008; Peng, Yin 2009]. Аллель
ALDH2*504Lys реже (no сравнению с ALDH2*504Glu) встречается у больных
алкоголизмом, а его носители (как алкоголики, так и здоровые индивиды)
потребляют меньшие количества алкоголя [Wall et al., 1997]. Для аллеля
ADHlB*47His получены данные, указывающие, что его носители потребляют
меньшие количества спиртного, чем соответствующие по возрасту индивиды, у
которых данный аллель не представлен, хотя влияние носительства этого аллеля на
количество потребляемого алкоголя существенно слабее, чем ALDH2*504Lys [Osier
et al. 1999; Muramatsu et al. 1995; Neumark et al. 1998]. Таким образом, указанные
аллели могут рассматриваться как протективные в отношении алкоголизма. Знание
популяционных частот этих аллелей необходимо в медико-генетических
исследованиях алкоголизма и ассоциированных с ним заболеваний.
Л / V \
Частота аллеля ADHlB*47His варьирует в популяциях Евразии от менее 1% до более 70%, a ALDH2*504Lys - от 0 до 40%. Предполагается, что частоты аллелей ADHlB*47His и ALDH2*504Lys, по крайне мере в некоторых популяциях, возросли под действием отбора, факторы которого не известны [Ikuta et al., 1986; Long J., 2001; Osier et al., 2002]. Для исследования фундаментальной проблемы адаптивности аллелей в популяциях человека и выявления факторов отбора принципиально важным является знание географического распределения частот аллелей.
К началу данного исследования лишь для нескольких популяций, представляющих население России, были известны частоты аллелей обоих генов, а для русских были получены противоречивые данные: разные авторы указывали частоту аллеля ADHIB*47His от 6% до 41% [Ogurtsov et al., 2001; Belkovets et al., 2001; Osier et al., 2002]. Противоречивые данные о частотах этого аллеля были получены также и для популяций Ближнего Востока [Osier et al., 2002; Sepehr et al., 2004]. Для популяций Центральной Азии данные отсутствовали. Характер географического распределения частот аллелей ADHlB*Arg47His и ALDH2*Glu504Lys в ареале между двумя хорошо изученными регионами -Европой и Юго-Восточной Азией - оставался неизвестным. Это определило актуальность исследования частот аллелей указанных генов в популяциях Евразии.
Цели исследования
Целью диссертационной работы явились экспериментальное установление частот аллелей генов алкогольдегидрогеназы ADHlB*Arg47His и альдегиддегидрогеназы ALDH2*Glu504Lys в российских популяциях и анализ географического распределения частот этих аллелей в популяциях Евразии.
Задачи исследования
-
Подобрать оптимальные методы генотипирования полиморфизмов ADHlB*Arg47His и ALDH2*Glu504Lys.
-
Определить генотипы индивидов по изучаемым полиморфизмам в выборках, представляющих популяции Евразии;
3. Установить частоты соответствующих аллелей в изученных популяциях;
-
Провести анализ опубликованных данных о частотах аллелей ADHIB*47His и ALDH2*504Lys и охарактеризовать географическое распределение частот этих аллелей в Евразии.
-
В отдельных выборках провести анализ пятисайтовых гаплотипов (EcoRl, НаеШ, Sspl (ADHJC*Ile349Val), Msll (ADHlB*Arg47His), Rsal) для выяснения картины формирования географического распределения частот аллеля ADHlB*47His в Евразии и определения возможных источниковых популяций.
-
Провести анализ внутрипопуляционной дифференциации носителей аллеля ADHJB*47His по нейтральным STR-маркерам.
Научная новизна
Впервые установлены частоты протективного в отношении алкоголизма аллеля ALDH2*504Lys для 12 этнических групп России, Ближнего и Дальнего Востока и Центральной Азии, всего проанализировано по данному локусу 16 популяций из 14 этнических групп. Установлена северная граница распространения аллеля в Евразии.
Впервые установлены частоты протективного в отношении алкоголизма аллеля ADHlB*47His для 14 из 20 изученных этнических групп (27 популяционных выборок России, Ближнего Востока и Центральной Азии). Для 3 этнических групп уточнены ранее опубликованные ошибочные данные.
Определено географическое распределение частот аллелей ADHlB*47His и ALDH2*504Lys в популяциях Евразии.
В локусе ADH(renbi IB и 1С), кроме функционального полиморфизма ADHlB*Arg47His, дополнительно определены генотипы по четырем полиморфным сайтам в популяциях иранцев, русских, коми, казахов и бурят и рассчитаны вероятности пятисайтовых гаплотипов: ЕсоШ, Haelll, Sspl (ADHlC*Ile349Val), Msll (ADH1B*Arg47His), Rsal в этих популяциях. На основе распределения частот пятисайтовых гаплотипов выдвинута гипотеза о возможной роли миграций в евразийском степном поясе в формировании современной картины распределения частот аллеля ADHlB*47His в Евразии.
Практическая значимость
Установленные частоты аллелей ADHlB*47His и ALDH2*504Lys важны для исследования роли генетических факторов риска развития алкоголизма и ассоциированных с ним заболеваний в российских популяциях. Знание географического распределения частот аллелей является принципиально важным для исследования фундаментальной проблемы адаптивности аллелей в популяциях человека и выявления факторов отбора.
Апробация работы
Результаты работы были представлены на следующих российских и международных семинарах, конференциях и съездах: 8th Iranian Congrss of Biochemistry and First International Congress of Biochemistry and Molecular Biology, September 11-15, 2005, Tehran, Iran. Selected Abstracts. Clinical Biochemistry, 2005; Human Genome Meeting 2006, May 30-June 3 2006, Helsinki, Finland; Пятый съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров (ВОГиС), Москва, 21-27 июня 2009.
Публикации
Основные результаты данной работы опубликованы в 3 статьях в журналах списка ВАК (1 в российском и 2 в зарубежных), а также в 3 тезисах конференций (1 всероссийская и 2 международные).
Структура и объем работы
