CC BY
136
УДК 575.17
К ВОПРОСУ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА АНГИ0ТЕНЗИН-ПРЕВРАЩАЮЩЕГ0 ФЕРМЕНТА (АСЕ) ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К РАЗНЫМ ВИДАМ СПОРТА
Белгородский государственный национальный исследовательский университет
И.К. АРИСТОВА Ф.Н. СОБЯНИН
В работе изучен инсерционно-делеционный полиморфизм гена ангиотензин-превращающего фермента (АСЕ) у спортсменов, занимающихся пулевой стрельбой и волейболом. При анализе результатов исследования были выявлены статистически значимые различия по частотам генотипа ГО между спортсме-нами-стрелками и контрольной группой.
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: ген АСЕ, полиморфизм, спортсмены-стрелки, волейболисты.
Достижения современной молекулярной генетики на основе полиморфизма генов позволяют оценить предрасположенность человека, в том числе, и к проявлению и развитию различных физических качеств. Внедрение ДНК-диагностики генетических маркеров способствует новому научному походу к индивидуальному выбору вида спорта, более эффективному поиску будущих перспективных спортсменов, оптимизации режима тренировок [1,2]. В настоящее время значительные успехи достигнуты в идентификации генов, определяющих такие важные физические параметры, как выносливость и сила/скорость. Ген ангиотензин-конвертирующего фермента (АСЕ), благодаря работам британского ученого Хью Монтгомери, стал известен как первый «спортивно-ориентированный» ген [3]. Ген АСЕ кодирует аминокислотную последовательность ангиотензин-превращающего фермента (АПФ), который является важным физиологическим регулятором артериального давления и водносолевого обмена. Изучение инсерционно-делеционного полиморфизма гена АСЕ выявило, что один вариант (Б) этого гена повышает скоростные и силовые возможности, а другой вариант (I) способствует выносливости и позволяет переносить кислородную недостаточность [4,5]. Следовательно, ген АСЕ может дать прогноз, к какому виду спорта у человека есть предрасположенность.
Целью данной работы являлся анализ частоты распределения генотипов и аллелей гена ангиотензин-превращающего фермента (АСЕ) у спортсменов-стрелков и волейболистов.
Исследуемую выборку составил 61 спортсмен: 30 стрелков и 31 волейболист. В контрольную группу входило 492 жителя Центральной России.
Материалом для исследования послужила венозная кровь, взятая из локтевой вены индивида. Выделение ДНК осуществляли из лейкоцитов периферической крови с использованием стандартной фенол-хлороформной методики.
В работе изучен инсерционно-делеционный полиморфизм гена ангиотензин-превращающего фермента (АСЕ, гэ 1799752). Для анализа полиморфного локуса гена применяли метод полимеразой цепной реакции синтеза ДНК (ПЦР) с использованием стандартных олигонуклеотидных праймеров, синтезированных фирмой «Синтол» (Б: 5'-СТССАСАССАСТСССАТССТТТСТ-З' и Я: 5' -САТСТССССАТСАСАТТССТСАСАТ-З') [6]. Реакция осуществлялась в 25 мкл общего объема смеси, содержавшей 67 мМ трис-НС1 (рН=8,8), 2,5мм MgCl2, 0,1 мкг геномной ДНК, по ю пМ каждого праймера, по 200 мкМ с!АТР, сЮТР, с!СТР, сГГТР и 1 единицу активной Taq-пoлимepaзы. После денатурации (5 мин при 95°С) выполняли 33 цикла амплификации по схеме: денатурация - 40 с при 94°С; отжиг праймеров - 40 с при 57°С; элонгация - 30 с при 72°С. Затем пробы выдерживали 6 мин. при 72°С и охлаждали. Продукты амплификации анализировали в 2% агарозном геле. Визуализацию фрагментов осуществляли в темном боксе с трансиллюминатором фирмы ЦУР (Швеция).
Расчет фенотипических, генных частот, наблюдаемой (Н0) и ожидаемой (Не) гетерозиготности, индекса фиксации Райта (Б) проводили стандартными методами [7]. Для оценки соответствия наблюдаемого распределения генотипов ожидаемому, исходя из равновесия Харди-Вайберга (Н\¥Е), использовали критерий у2[8]. Статистическая обработка данных проводилась с использованием пакета статистических программ 31аЙ5Йса 6.0.
Проведенное изучение инсерционо-делеционного полиморфизма гена ангинотензин-превращающего фермента (АСЕ) показало (см. табл.), что частоты генотипов по данному гену
среди спортсменов, занимающихся пулевой стрельбой, составили: II - 13,79%, Ю - 68,96%, ББ - 17,24%, АСЕ*1 - 48,0%. Сравнительный анализ полученных данных с популяционной выборкой (II - 23,2%, 1Б - 50,5%, ББ - 26,3%) [9] выявил статистически значимое повышение частоты гетерозигот (генотип 1Б) среди спортсменов-стрелков по сравнению с популяцией (68,96% и 50,5%, Х2=6,72, р<0,01).
При изучении полиморфизма гена АСЕ у спортсменов-волейболистов получено следующее распределение частот генотипов: П-19,35%, генотип 1Б- 58,07% и генотип ББ-22,58%. Сравнительный анализ распределения генотипов локуса АСЕ среди спортсменов и в популяционном контроле достоверных различий не выявил. Однако в группе волейболистов можно отметить увеличение частоты встречаемости гетерозигот (генотип 1Б), которое произошло за счет снижения количества гомозигот генотипа ББ и генотипа II. Наблюдаемое распределение генотипов в этой группе спортсменов и в контроле соответствовало ожидаемому согласно равновесию Харди-Вайнберга.
Таблица
Инсерционно-делеционный полиморфизм гена анги ноте ня и н-превращающего фермента (АСЕ) среди спортсменов и в популяционном контроле
Показатели генетической изменчивости Спортсмены Популяция [9]
Стрелки Волейболисты
ZN 29 31 463
N0
II 4 6 112
ГО 20 18 224
ББ 5 7 127
№
II 6,76 7,26 108,37
ГО 14,48 15,48 231,30
ББ 7,76 8,26 123,37
Х2(н\уе) 4,21 0,81 0,46
Но 0,69 0,53 0,48
Не 0,50 0,50 0,49
Б +0,38 + 0,16 + 0,01
АСЕ*1 0,48 0,48 0,48
АСЕ*Б 0,52 0,52 0,52
Примечание: - объем выборки, N0 - наблюдаемое распределение генотипов, - ожидаемое
распределение генотипов, Но - наблюдаемый уровень гетерозиготности, Не- ожидаемый уровень гетерозиготности, Б - индекс фиксации Райта (отношение между наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготностью.)
Частоты аллелей АСЕ*1 и АСЕ*Б по данному гену среди спортсменов обеих групп и в популяционной выборке оказались одинаковы (0,48 и 0,52 соответственно).
Таким образом, проведенное исследование полиморфизма гена АСЕ выявило более высокую частоту гетерозигот (генотип 1Б) у спортсменов-стрелков (68,96%) и волейболистов (58,07%) в сравнении с популяционным контролем (50,50%). Полученные нами данные согласуются с результатами генотипирования 57 спортсменов-гребцов, приведенными в работе [ю]. Авторы, отметив повышение частоты гетерозигот (1Б) у спортсменов по сравнению с популяционной выборкой, объясняют это тем, что при гребле необходимо развитие как силовых качеств (обусловливается генотипом ББ), так и качеств выносливости (обусловливается генотипом II) спортсмена. По их мнению, отбор в данном виде спорта идет в направлении наиболее сбалансированного генотипа - 1Б.
Следует отметить, что данное исследование будет продолжено на более многочисленной выборке элитных спортсменов с включением в анализ большего количества генов.
Литература
1. Ахметов, И.И. Использование молекулярно-генетических методов для прогноза аэробных и анаэробных возможностей у спортсменов Ассоциация полиморфизмов генов с типом мышечных волокон/ И.И. Ахметов, Д.В. Попов, И.В. Астратенкова, А.М. Дружевская, С.С. Миссина, О.Л. Виноградова, В.А. Рогозкин // Физиология человека.— 2008. — №3. — С. 86-91.
2. Рогозкин, В.А. Гены-маркеры предрасположенности к скоростно-силовым видам спорта / В.А. Рогозкин, И.В. Астратенкова, А.М. Дружевская, О.Н. Федотовская // Теория и практика физической культуры. — 2005. — № 1. — С.2-4.
3. Егоров, В.М. Оценка узкой специализации и индивидуализации тренировочного процесса у высококвалифицированных спортсменов на основе генетических программ / В.М. Егоров, О.С. Глотов, А.С. Глотов // Клинико-лабораторный консилиум. - 2010. — №2-3.— С. 179-180.
4. Вороншн, И.Н. Зависимость общей выносливости от полиморфизма гена АСЕ у спортсменов / И.Н.Вороншн, И.В. Астратенкова // Физиология человека.— 2008. - Т.34, N°l. — С. 129-131.
5. Шнайдер, О.В. Влияние структурных полиморфизмов генов ангиотензин-превращающего фермента, эндотелиальной синтазы окиси азота и рецептора брадикинина 2-го типа на состояние миокарда у спортсменов и больных гипертонической болезнью / О.В. Шнайдер, А.Г. Обрезан, Е.Д. Макеева и др. // Цитология. - 2004. - № 46. - С. 69-79.
6. Wang, X. Effects of angiotensinogen and angiotensin II type I receptor genes on blood pressure and left ventricular mass trajectories in multiethnic youth / X. Wang, H. Zhu, Y. Dong et al. // Hum. Genet. - 2006. -№ 9 (3)- - P- 393-402.
7. Животовский, Л.А. Статистические методы анализа частот генов в природных популяциях / Л.А. Животовский // Итоги науки и техники. Общая генетика. - М.: ВИНИТИ, 1983- - С. 76-104.
8. Вейр, Б. Анализ генетических данных. - М.: Мир, 1995- - 4°° с-
9. Чурносов, М.И. Описание структуры генофонда русского населения юга Центральной / М.И. Чурносов, И.Н. Сорокина, И.Н. Лепендина, И.К. Аристова, М.С. Жерлицына, В.Ю. Песик, Н.А. Рудых, Л.А. Цапкова, B.C. Ващилин, Е.В. Балановская // Медицинская генетика.- 2006. -Т. 5, №6. - С. 16-20.
10. Глотов, О.С. Анализ I/D полиморфизма гена ангиотензин-конвертирующего фермента у лиц пожилого возраста, спортсменов и больных ИБС / О.С. Глотов, А.С. Глотов, О.А. Тарасенко, В.А. Рогозкин, Т.Э. Иващенко, B.C. Баранов // Генетика в 21 веке: современное состояние и перспективы развития. -М., 2004. - Т. 2 - С. 62.
ON THE USE OF ANGIOTENSIN CONVERTING ENZYME GENE (ACE) POLYMORPHISM TO DETERMINE THE PREDISPOSITION TOA VARIETY OF SPORTS
Belgorod National Reserch University
I.KJIRISTOVA
F.I.SOBAYNIN
The insertion-deletion polymorphism of the gene angiotensin-converting enzyme (ACE)) in shooters and volleyball players was studied. Date revealed the differences in frequency of genotype ID between shooters and a control group.
Keywords: gene ACE, polymorphism, volleyball players.
e-mail: [email protected]
