CC BY
150
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2015
УДК 612.018.2:577.175.823:575.174.015.3]:796
Бутовская П.Р.1, Лазебный О.Е.2, Фехретдинова Д.И.6, Васильев В.А.3, Просикова Е.А.4,
Лысенко В.В.5, Удина И.Г.1, Бутовская М.Л.4
выявление ассоциации полиморфиэма четырех генов серотониновой системы (5-HTTL, 5-HT1A, 5-HT2A ИMAOA) с чертами личности у спортсменов силовых видов спорта
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова» Российской академии наук, Москва, 119991, Россия, ул. Губкина; 2Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова» Российской академии наук, Москва, 119334, Россия; 'Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт биологии гена» Российской академии наук, Москва, 119334, Россия; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт этнологии и антропологии им. Н.Н. Миклухо-Маклая Российской академии наук, Москва, 119991, Россия; 5фГБОУ ВПО «Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма», Министерство спорта РФ, 350015, Краснодар, Россия; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский педагогический государственный
университет», Москва, 119991, Россия
Проведено молекулярно-генетическое исследование генов серо-тониновой системы (5-HTTL, 5-HT1A, 5-HT2A и MAOA) у спортсменов, мужчин и женщин, силовых видов спорта и в контрольной группе. Сравнительный популяционно-генетический анализ по гену 5-HTTL показал более высокую частоту генотипа SS у спортсменов (p=0,04), также отмечена тенденция к увеличению частоты объединенных генотипов локуса 5-HTTLPR по VNTR и SNP rs25531 - SASA (p=0,06) по сравнению с контрольной группой. По изученным маркерам генов 5-HT1A (rs6295), 5-HT2A (rs6311) и MAOA (VNTR) достоверных различий в исследуемых выборках не обнаружено. С помощью опросника NEO версия PI-R проведен анализ возможных корреляций между генотипами и психологическими особенностями личности в исследуемых выборках. Показано, что спортивные достижения у элитных спортсменов ассоциированы с меньшей открытостью опыту и большей добросовестностью. Выявлена тенденция вероятного влияния взаимодействия факторов пола и генотипов по гену 5-HT2A на самооценку по открытости опыту, а также взаимодействия факторов уровня спортивных достижений и генотипов по гену 5-HT2A и факторов пола и генотипов по гену 5-HT1A на самооценку по добросовестности.
Ключевые слова: 5-HTTL; 5-HT1A; 5-HT2A;MAOA; силовые виды спорта; черты личности.
Успешность в спорте требует огромных усилий со стороны спортсменов и тренеров, а достижение высших результатов невозможно без удачного сочетания целого ряда средовых и индивидуальных факторов, включая генетическую предрасположенность спортсмена к занятию конкретным видом спорта. В современных исследованиях по спортивной генетике для установления спектра генетических маркеров успешности в спорте изучают не только полиморфизм генов, которые отвечают за метаболизм и строение тела, ассоциируются с мышечной силой, выносливостью, спринтерскими качествами и пр. [1, 2], но также и генов, определяющих эмоциональное поведение спортсменов [3, 4]. Психологические особенности человека являются комплексным результатом активности многих генов. Согласно современным представлениям, серотонинергическая система является одной из важнейших нейромедиаторных систем организма, участвующих в регуляции нейроэндокринных ритмов, сосудистого тонуса, эмоционального состояния и поведенческих реакций [5, 6]. Под воздействием регулярных физических
Для корреспонденции: Бутовская Марина Львовна; marina. [email protected].
и психических нагрузок, сопровождающих жизнь спортсмена, как в процессе тренировки (монотонное, многократное повторение одних и тех же упражнений, движений, способствующих совершенствованию спортсменов), так и в момент соревнования (страх, неуверенность, волнение, стресс), происходят изменения в процессах передачи серотонина [7]. Этим обстоятельством объясняется интерес исследователей к изучению генетических основ серотонинергических процессов как вероятных маркеров успешности в спорте.
В исследованиях серотониновой системы часто изучают следующие гены: 5-HTTL, 5-HT1A, 5-HT2A и MAOA. Ген 5-HTTL кодирует аминокислотную последовательность белка транспортера серотонина. Показано, что VNTR-полиморфизм в промоторном регионе гена характеризуется повторяющимися последовательностями размером 22-23 н.п. [7]. В коротком аллеле S присутствует 14 повторов, этот аллель гена транспортера серотонина транскрибируется в меньшей степени и соответственно белок транспортера серотонина в меньшей степени представлен на пресинаптической мембране, чем в случае длинного L-аллеля, содержащего 16 повторов. В промоторном локусе 5-HTTLPR гена 5-HTTL выявлен однонуклеотидный полиморфизм SNP, (A/G) rs25531, находящийся в шестом повторе как L-, так и S-аллелей. Установлено, что замена A на G, подавляет транскрипцию L-аллеля, понижая ее до уровня короткого S-аллеля [8]. Можно предположить, что генотипы LGLG, LgSa, SaSa могут характеризоваться низкой экс-прессионной активностью.
Для VNTR-генотипов по гену 5-HTTL описана географическая вариабельность распространения в различных регионах мира. Полученные недавно данные по двум африканским популяциям хадза и датога Танзании свидетельствуют о преобладании у них генотипа LL гена 5-HTTL [8]. Установлено, что частота короткого аллеля S в некоторых азиатских популяциях, в частности в японской, составляет до 80%, тогда как в европейских достигает лишь 50% [9, 10].
О.В. Сысоева и соавт. [11] исследовали ассоциацию полиморфизма гена 5-HTTL у спортсменов (синхронное плавание) и в контрольной выборке. У спортсменов чаще встречался генотип LL, а в контрольной группе - LS. По данным авторов, генотип LL оказался
скоррелирован с лучшими достижениями в этом виде спорта.
В гене рецептора серотонина первого типа (5-HTR1A) изучен однонуклеотидный полиморфизм ге6295 ^1019С), находящийся в промоторной области непосредственно в районе связывания с фактором транскрипции ПиВЯ [12]. Показано, что уровень транскрипции G-аллеля этого гена значительно выше, чем аллеля С. Рецептор 1А регулирует концентрацию серотонина в синаптической щели, и степень активации других типов рецепторов серотонина на постсинаптической мембране. Так, например, изменение активности данных рецепторов может повлечь за собой изменение поведения в сторону предрасположенности к депрессивному состоянию. У гомозигот по О-аллелю содержание данного рецептора гораздо выше, чем у носителей С-аллеля. [12].
У человека ген рецептора серотонина второго типа 5-НТЯ.2А состоит из трех экзонов и двух интронов и локализован на 13-й хромосоме на участке 13ql4-q21 [13]. В этом гене обнаружен SNP ^6311 (A1438G), который рассматривается в качестве генетического маркера, связанного с агрессивным поведением. Гомозиготный генотип ОО гена 5-НТЯ.2А является маркером пониженного риска поведенческих нарушений и склонности к агрессивному поведению, тогда как наличие хотя бы одного А-аллеля в генотипе повышает риск данных нарушений, причем уровень транскрипции А-аллеля выше, чем О-аллеля. Еще один важный полиморфизм этого гена -Т102С. Т-аллель ассоциирован с повышенной экспрессией гена и нарастающей агрессией индивида-носителя, а также с большей скоростью развития утомления при физических нагрузках [14]. Важно отметить, что экспрессия гена 5-НТЯ.2А в периферических тканях связана с регуляцией сокращения гладкой мускулатуры, а в головном мозге экспрессия гена связана с поведением, настроением и утомляемостью. При регулярных физических нагрузках плотность расположения молекул рецептора серотонина 2А-типа на клеточной мембране возрастает, улучшается психологическое состояние и повышается физическая работоспособность [6].
В промоторном участке гена моноаминоксидазы (МАОА) найден маркер УПТЯ, количество повторов в котором варьирует от 2 до 5 [15]. Фермент МАОА деградирует серотонин и дофамин, регулируя тем самым их уровень в организме. Ген с двумя или тремя повторами транскрибируется в 5 раз менее эффективно, и, следовательно, в этом случае уровень серотонина в организме повышен. Тогда как у носителей аллей с 3,5 и 4 повторами в промоторном участке гена МАОА уровень серотонина ниже, и у них отмечают некоторую предрасположенность к агрессивному поведению. Накопленные к настоящему времени данные популяци-онной генетики указывают на возможность существенных межэтнических различий по частотам аллелей изучаемых генов серото-ниновой системы. По этой причине при рассмотрении вопросов о связи каких-либо генетических полиморфизмов с успешностью в спорте необходимо убедиться в этнической однородности рассматриваемых выборок и контрольных групп. В нашем исследовании у спортсменов силовых видов спорта (дзюдо, самбо, греко-римская борьба) и в контрольной группе (молодые мужчины и женщины сходного возраста) проводился анализ пяти полиморфизмов, относящихся к четырем генам (5-НТП, 5-HTR1A, 5-НШ2А и MAOA), которые ассоциированы с работой серотониновой
системы. Черты личности спортсменов и представителей контрольной группы изучали, используя опросник NEO [16].
Материалы и методы
Пробы буккального эпителия были собраны в 2009-2013 гг. в Москве и Краснодаре. Одну выборку составили спортсмены силовых видов спорта, высшей категории, в том числе мастера спорта международного класса и заслуженные мастера спорта по дзюдо, самбо и греко-римской борьбе (106 человек: 78 мужчин и 28 женщин). Вторую группу, сходную по этническому составу и возрасту спортсменам, составили студенты Российского государственного гуманитарного университета (Москва) и Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма (163 человека: 104 мужчины и 59 женщин), не занимающиеся спортом профессионально. Оценку черт личности проводили с помощью опросника NEO PI-R (пятифактор-ный опросник, адаптированная русская версия, 60 вопросов). Выделение ДНК проводили с помощью наборов Gene Pack PCR Master Mix Core («IsoGene Lab», Russia). Анализ полиморфных вариантов генов 5-HTTL (VNTR+SNP rs25531), MAOA (VNTR), 5-HT1A (rs6295) и 5-HT2A (rs6311) осуществляли после проведения полимеразной цепной реакции. Праймеры и температуры отжига указаны в табл. 1. Условия амплификации для всех локусов включали начальную денатурацию при 94°C в течение 4 мин; 30 циклов, состоящих из трех стадий: денатурации при 94°C в течение 1 мин, отжига праймера 1 мин при X°C и элонгации 1 мин при 72°C. На последней стадии проводили заключительную элонгацию при 72°C в течение 10 мин. Для определения конкретного SNP аликвоту амплификанта (10-ц1) обрабатывали рестриктазами для rs6295 гена 5-HT1A - BseGI при 55°C, rs6311 5-HT2A и rs25531 5-HTTL -MspI при 37°C в течение ночи.
Продукты амплификации и рестрикции фракционировали в 2% агарозном геле («NuSieve», США) для 5-HTTLPR, MAOA и в 3% агарозном геле для 5-HT1A, 5-HT2A с прокраской бромистым этидием. Результаты анализировали на приборе BioDocAnalyze.
Ассоциативный анализ между геномной вариабельностью изученных маркеров и параметрами самооценки по 5 чертам личности (нейротизм, экстраверсия, открытость опыту, сотрудничество, добросовестность) проводили у 90 спортсменов (66 мужчин и 24 женщины) и 101 студента из контрольной выборки (67 мужчин и 34 женщины).
Статистический анализ данных проводили с помощью пакетов программ PopGene v.1.31 и Genepop v.4.2, SPSS-15.
Результаты и обсуждение
Анализ полиморфных вариантов локуса 5-HTTLPR (табл. 2), различающихся по длине повторов в промоторном регионе, выявил в обеих популяциях два аллеля - L и S (содержащих 14 и 16 повторов соответственно). Выявлена тенденция различия распределений частот генотипов по данному локусу (p=0,08): у спортсменов частота генотипа SS выше, чем в контроле.
Проведен анализ частот объединенных аллелей и генотипов 5-HTTLPR (VRTR+SNP rs 25531). Несмотря на
Таблица 1
Характеристики последовательностей праймеров и температуры отжига
Локусы
Последовательность праймеров
Температура
5-HTTLPR VNTR
F 5'-TGAATGCCAGCACCTAACC-3' R 5'-CGGGATGCGGGGGAATACT-3' F 5'-ACAGCTGACCGTGGAGAAG-3' R 5'- TCCGAATGGAGCGTCGTTC-3'
GGCTGGACTGTTAGATGATAACG-3' -GGAAGAAGACCGAGTGTGTCAT-3' AACCAACTTATTTCCTACCAC -3' - AAGCTGCAAGGTAGCAACAGC -3' прямой праймер, R - обратный праймер.
MAOAVNTR
G1019C HTR1A
A1438G HTR2A
* F
F 5'-R 5' F 5' R 5'
59
66
60
Таблица 2
Параметры изменчивости, распределение частот генотипов и аллелей локуса 5-HTTLPR
Таблица 4
Параметры изменчивости, распределение частот генотипов и аллелей локуса 5-НТ2А
Гетерозигот- Контроль Спортсмены Гетерозигот- Контроль Спортсмены
ность n 127 105 ность n 141 100
Генотипы
LaLa 0,268±0,017 0,229±0,017
LaLg 0,087±0,007 0,076±0,007
LgLg 0 0,010±0,001
LaSa 0,504±0,022 0,429±0,024
LgSa 0,031±0,003 0,019±0,002
sasa 0,110±0,009 0,238±0,018
LL 0,354±0,020 0,314±0,021
LS 0,535±0,022 0,448±0,024
SS 0,110±0,009 0,238±0,018
La 0,563±0,015 0,481±0,017
Lg 0,059±0,003 0,057±0,004
sa 0,378±0,015 0,462±0,017
0,539 0,555
0,622 0,524
Не Но
Примечание. п - объем выборки; Не - ожидаемая гетерози-готность; Но - наблюдаемая; жирным шрифтом выделены значения частоты аллелей локуса, по которым между выборками спорстменов и контролем установлены значимые отличия.
то что аллель LG встречался с одинаковой частотой в обеих выборках, гомозиготный генотип по данному аллелю был выявлен только у спортсменов. Обнаружена тенденция повышения частоты генотипа SASA у спортсменов по сравнению с контролем (p=0,08).
По распределению аллелей и генотипов генов серото-ниновых рецепторов 5-HT1A (p=0,63) и 5-HT2A (p=0,49) достоверных различий в исследуемых выборках не обнаружено (табл. 3, 4).
Для гена MAOA выявлено 2 полиморфных варианта с 4 и 3 повторами в обеих выборках. Распределение частоты аллельных вариантов MAOA (табл. 5) не отличалось для выборки спортсменов от контроля ни у мужчин (p=0,47), ни у женщин (p=0,34).
Проверка распределения частот генотипов на соответствие равновесному состоянию (Харди-Вайнбергу) дала следующие результаты. В выборке спортсменов наблюдается равновесное состояние по всем 5 использованным локусам (5-HTTPR: p=0,12; 5-HT1A: p=1,00; 5-HT2A: p=0,84; MAOA: p=1,00 (у женщин)), тогда как в контроль-
Таблица 3
Параметры изменчивости, распределение частот генотипов и аллелей локуса 5-НТ1А
Гетерозигот- Контроль Спортсмены
ность n 143 103
Генотипы
CC 0,280±0,017 0,291±0,020
CG 0,573±0,020 0,505±0,025
GG 0,147±0,010 0,204±0,014
Аллели
C 0,566 ± 0,015 0,544 ± 0,017
G
He Ho
0,434 ± 0,015 0,493 0,573
0,456 ± 0,017 0,499 0,505
Примечание. Здесь и в табл. 4, 5 п - объем выборки; р - частота генотипа/аллеля; з.е. - стандартная ошибка, Не - ожидаемая гетерозиготность; Но - наблюдаемая гетерозиготность.
Генотипы
AA AG GG Аллели A G
He Ho
0,135 ± 0,010 0,589 ± 0,020 0,276 ± 0,017
0,429 ± 0,015 0,571 ± 0,015 0,492 0,589
0,220 ± 0,017 0,480 ± 0,025 0,300 ± 0,021
0,460 ± 0,018 0,540 ± 0,018 0,499 0,480
ной группе по локусу гена первого серотонинового рецептора наблюдается пограничное состояние (5-НТ1А: р=0,06), а по локусу гена второго серотонинового рецептора - казалось бы, значимое отличие от равновесного состояния (5-НТ2А: р=0,031). Однако при учете множественных сравнений с помощью поправки Бонферрони критическое значение вероятности должно быть меньше 0,0125 [17]. Таким образом, обе выборки по всем использованным аутосомным локусам находятся в состоянии равновесия. Оценка индекса генетической изменчивости, полученная по ожидаемой гетерозиготности (Н0), не выявила различий между изученными группами.
В табл. 6 представлены данные по различию самооценок по 5 чертам личности для мужчин и женщин, достигших значительных успехов в силовых видах спорта по сравнению с представителями того же пола из контрольной группы. Мужчины спортсмены достоверно более добросовестны и экстравертны, чем контрольная группа. Они также менее открыты новому опыту в сравнении с контрольной группой. Для женщин спортсменок характерной чертой является большая консервативность (меньшая открытость новому опыту) по сравнению с контролем. Эти данные согласуются с полученными нами ранее на меньших по размеру выборках [18, 19].
Использование общих линейных моделей с учетом
Таблица 5
Параметры изменчивости, распределение частот генотипов и аллелей локуса МАОА
Гетерозигот- Контроль Спортсмены
ность n 52 26
Девушки
Генотипы 33 0,058 ± 0,008 0,077 ± 0,014
43 0,635 ± 0,032 0,462 ± 0,049
44 0,269 ± 0,027 0,462 ± 0,049
53 0,019 ± 0,003 0,000
54 0,019 ± 0,003 0,000
Аллели 3 0,385 ± 0,023 0,308 ± 0,030
4 0,596 ± 0,024 0,692 ± 0,030
5 0,019 ± 0,002 0,000
He 0,501 0,434
Ho 0,673 0,462
Мужчины
Аллели 80 76
3 0,537 ± 0,028 0,474 ± 0,029
3.5 0,000 0,013 ± 0,001
4 0,463 ± 0,028 0,513 ± 0,029
Таблица 6
Сравнение самооценки по опроснику NEO у спортсменов и в контрольной выборке (и критерий Стьюдента)
Черты личности Выборки: 1 - спорт; 2 - контроль n Средний балл Ошибка ср. t
Мужчины
NEO: нейротизм 1 42 19,523 1,163 -1,232
2 66 21,378 0,956
NEO: экстраверсия 1 42 29,381 0,733 2,577*
2 66 26,333 0,819
NEO: открытость опыту 1 42 27,500 0,671 -2,343*
2 66 29,924 0,706
NEO: сотрудничество 1 42 26,428 0,876 0,797
2 66 25,500 0,770
NEO: добросовестность 1 42 33,904 1,025 5,883**
2 66 26,075 0,849
Женщины
NEO: нейротизм 1 24 23,458 1,623 -0,654
2 35 24,857 1,393
NEO: экстраверсия 1 24 28,833 1,027 0,310
2 35 28,428 0,806
NEO: открытость опыту 1 24 25,041 1,100 -5,130**
2 35 32,257 0,878
NEO: сотрудничество 1 24 25,375 0,981 -1,773
2 35 28,028 1,131
NEO: добросовестность 1 24 30,166 1,014 1,241
2 35 28,228 1,188
Примечание. *p - достоверно на уровне значимости 0,05; ** p - достоверно на уровне значимости 0,0001.
двухфакторных взаимодействий для оценки вклада 5 независимых переменных (уровень спортивных достижений, пол, 5-НТ1А, 5-НТ2А, 5-HTTLPR) в экспрессию 5 черт личности показало, что наличие спортивных достижений является единственным достоверным фактором, влияющим на индивидуальные оценки по ней-ротизму, открытости опыту и добросовестности (табл. 7). Элитные спортсмены силовых видов спорта, таким образом, характеризуются более низким нейротизмом, повышенной консервативностью и высоким уровнем добросовестности. В нашем исследовании мы не получили главных эффектов какого-либо из трех исследованных нами полиморфизмов на самооценку по чертам личности для обобщенной выборки. Выявлена, однако, тенденция к ассоциации самооценки по открытости опыту со взаимодействием факторов: пол х ген 5-НТ2А. Женщины и мужчины - носители генотипов АА и AG
- достоверно различались по шкале «открытость опыту». У женщин-носителей генотипа АА самооценка была достоверно ниже, чем у мужчин ^ = -2,475, р=0,013, п ж =25, пжен = 10), а у женщин-носителей генотипа AG
- напротив, выше (г=-1,975, р=0,048, п =58, п = 26).
г ? \ ? ? г ? ? муж ' жен '
У представителей противоположного пола с генотипом GG самооценки по открытости опыту были сходными (г=-0,589, р=0,556, п =23, п = 21). В целом на мужской
муж жен
выборке не получено достоверных различий по связи между генотипом гена 5-НТ2А и «открытостью опыту». В то же время для женской выборки показано, что носительницы генотипа АА давали достоверно более низкие самооценки, чем женщины с генотипами AG и GG (%2 = 8,778, р = 0,012, df = 2). Взаимодействие факторов «уровень спортивных достижений» х 5-НТ2А было ассоциировано с самооценкой по добросовестности. Спортсмены и контроль с генотипом АА по 5НТ2А не различались достоверно по шкале «добросовестность» (г = -1,710,
р = 0,087, п = 19, п = 1б), тогда как в группах ног ' „ ' сп ' контр ^
сителей генотипов AG и GG элитные спортсмены да-
вали более высокие самооценки по добросовестности (z = -3,103, p = 0,002, псп = 27, пконтр = 57 и z = -3,797, p = 0,0001, п = 19, п = 25 соответственно). Хотя ана-
г ' ^ сп ' контр '
лиз общих линеиных моделей выявил тенденцию к ассоциации факторов «пол» х 5-HT1A с добросовестностью, мы не выявили достоверных половых различий по самооценкам добросовестности у носителей конкретных генотипов этого гена.
Ранее авторами была выявлена тенденция к ассоциации между определенными генотипами гена 5-HT2A и чертами личности по опроснику NEO PI-R - носители генотипа AA имели низкие баллы по шкале «нейротизм» и высокие по шкале «добросовестность» [20]. В нашем исследовании ни по одному из генов или их ассоциациям не найдено связи с нейротизмом. Носители генотипа АА по 5-HT2A, действительно, отличались от носителей генотипов AG и GG, как уже говорилось выше. Тот факт, что спортсмены и контроль с генотипом АА не отличались друг от друга по добросовестности, возможно, косвенно указывает на ту же закономерность: более высокий уровень самооценки по добросовестности у лиц с генотипом АА в целом. Авторами была выявлена ассоциация между генотипом гена 5-HT1A и нейротизмом, индивиды - носители аллеля G имели достоверно более высокие баллы по шкале «нейротизм» чем носители ал-леля C [21], также носители аллеля G больше подвержены депрессии. Как отмечалось ранее, промотор гена 5-HTT может быть представлен двумя аллелями L (16 повторов) и S (14 повторов). Короткие и длинные повторы по-разному влияют на транспортер серотонина. При коротком аллеле S транспортер серотонина в меньшей степени транскрибируется и соответственно в меньшей степени представлен на пресинаптической мембране, чем при аллеле L, и имеет низкую экспрессию. Для элитных спортсменок, занятых синхронным плаванием, не было выявлено существенного влияния данного полиморфизма на успешность в спорте [1], однако теми
Таблица 7
Общие линейные модели двухфакторные взаимодействия: шкалы NEO, в качестве зависимых переменных: уровень спортивных
достижений, пол, 5-НТ1А, 5-НТ2А, 5-НТТЬРК
Показатели Я2 Ст. св. Среднее квадратическое F Р
ПЕО: нейротизм
Уровень 1 442,677 7,283 0,008*
Пол 1 115,080 1,893 0,171
5-НТ1А 2 95,002 1,563 0,213
5-НТ2А 2 18,306 0,301 0,740
5-НТТЬРЯ 0,171 2 20,356 0,335 0,716
Уровень* 5-НТ1А 2 178,809 2,942 0,056
Уровень* 5-НТ2А 2 37,204 0,612 0,544
Уровень* 5-НТТЬРЯ 2 20,919 0,344 0,709
Пол* 5-НТ1А 2 51,210 0,843 0,433
Пол* 5-НТ2А 2 116,246 1,913 0,152
Пол* 5-НПЬРЯ 2 37,971 0,625 0,537
Всего: 157
ПЕО: экстраверсия
Уровень 1 172,619 4,936 0,028+
Пол 1 76,881 2,198 0,140
5-НТ1А 2 25,387 0,726 0,486
5-НТ2А 2 11,090 0,317 0,729
5-НПЬРЯ 0,100 2 0,448 0,013 0,987
Уровень* 5-НТ1А 2 7,345 0,210 0,811
Уровень* 5-НТ2А 2 10,762 0,308 0,736
Уровень* 5-НПЬРЯ 2 10,228 0,292 0,747
Пол* 5-НТ1А 2 15,881 0,454 0,636
Пол* 5-НТ2А 2 19,600 0,560 0,572
Пол* 5-НТТЬРЯ 2 15,263 0,436 0,647
Всего 157
ПЕО: открытость опыту
Уровень 1 515,261 18,075 0,0001*
Пол 1 15,464 0,542 0,463
5-НТ1А 2 13,110 0,460 0,632
5-НТ2А 2 30,381 1,066 0,347
5-НТТЬРЯ 0,265 2 47,940 1,682 0,190
Уровень* 5-НТ1А 2 51,470 1,806 0,168
Уровень* 5-НТ2А 2 2,581 0,091 0,913
Уровень* 5-НТТЬРЯ 2 6,635 0,233 0,793
Пол* 5-Н1А 2 1,758 0,062 0,940
Пол* 5-Н2А 2 99,336 3,485 0,033+
Пол* 5-НТТЬРЯ 2 21,897 0,768 0,466
Всего 157
ПЕО: сотрудничество
Уровень 1 2,203 0,058 0,811
Пол 1 9,254 0,242 0,624
5-НТ1А 2 14,805 0,387 0,680
5-НТ2А 2 45,996 1,202 0,304
5-НТТЬРЯ 0,109 2 39,232 1,025 0,362
Уровень* 5-НТ1А 2 47,368 1,237 0,293
Уровень* 5-НТ2А 2 8,225 0,215 0,807
Уровень* 5-НТТЬРЯ 2 1,782 0,047 0,955
Пол* 5-НТ1А 2 34,245 0,895 0,411
Пол* 5-НТ2А 2 48,877 1,277 0,282
Пол* 5-НПЬРЯ 2 2,342 0,061 0,941
Всего 157
ПЕО: добросовестность
Уровень 1 1338,743 30,094 0,0001*
Пол 1 0,776 0,017 0,895
5-НТ1А 2 55,705 1,252 0,289
5-НТ2А 2 85,178 1,915 0,151
5-НПЬРЯ 0,297 2 115,055 2,586 0,079
Уровень* 5-НТ1А 2 16,012 0,360 0,698
Уровень* 5-НТ2А 2 143,802 3,233 0,043+
Уровень* 5-НПЬРЯ 2 37,680 0,847 0,431
Пол* 5-НТ1А 2 160,762 3,614 0,030+
Пол* 5-НТ2А 2 12,832 0,288 0,750
Пол* 5-НТТЬРЯ 2 73,650 1,656 0,195
Всего 157
Примечание. * - р < 0,05 с коррекцией на множественные сравнения; +р<0,10 - тенденция с учетом коррекции на множественные сравнения.
же авторами отмечены различия для начинающих спортсменок (8-14 лет). Успешными в основном были носители генотипа LL, в то время как генотип SS почти не встречался либо встречался у неуспешных спортсменок [1]. Более того, у неуспешных синхронисток генотип LL встречался в 55% случаев. В другом исследовании [22] сравнивали частоту генотипа LL по 5-HTTLPR у хоккеистов и футболистов (хоккеисты LL - 49%, SL - 42%, SS - 9%; футболисты LL - 65%, SL - 27%, SS - 8%) с общим распределением по популяции. Установлено, что носители генотипа LL получали преимущества в начале карьеры, однако при приближении к мастерству международного класса соотношение генотипов выравнивалось [23]. Заметим, однако, что в указанной работе рассматривался лишь VNTR-полиморфизм изучаемого нами гена, а именно 5-HTTLPR, без учета SNP, находящегося в длинном L-аллеле. Возможно, результаты, полученные данными авторами, обусловлены тем, что в их исследовании не учитывался данный SNP, влияющий на экспрессионную активность. Результаты нашего исследования не позволяют говорить о каком-либо отчетливом различии по вкладу различных аллельных вариантов 5-HTTLPR в экспрессию личностных черт у элитных спортсменов силовых видов спорта по сравнению с контролем.
Подводя итоги данного исследования, следует отметить, что успешность в силовых видах спорта не была достоверно связана ни с одним из представленных в нашей работе полиморфизмов генов серотониновой системы. Хотя успешные спортсмены достоверно превосходили контроль по добросовестности и были более консервативны, главные эффекты генов 5-HT1A, 5-HT2A, 5-HTTLPR и MAOA (только для мужской выборки) были незначимы. Вместе с тем, по-видимому, вклад взаимодействующих факторов «пол» х 5-HT2A и «уровень» (спортсмены или контроль) х 5-HT2A в самооценке по этим двум личностным шкалам нельзя считать случайным. Как показано выше, ассоциация самооценки по добросовестности с полиморфизмом по 5-HT2A опосредована полом. Представляется, что дальнейшие исследования спортсменов, специализирующихся на других видах спорта, позволят внести б0льшую ясность в этот вопрос.
Работа была частично поддержана грантом РФФИ № 13-06-00393, № 13-04-00858, № 11-04-96565-р_юг_ц, НШ-2501.2014.4, Программой фундаментальных исследований Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология».
Сведения об авторах:
Бутовская Полина Руслановна - канд. биол. наук, мл. науч. сотр. Института общей генетики им. Н.И. Вавилова; e-mail: [email protected];
Лазебный Олег Евгеньевич - канд. биол. наук, вед. науч. сотр. Института биологии развития им. Н.К. Кольцова; e-mail: [email protected];
Фехретдинова Дания Илдусовна - студентка Московского педагогического государственного университета; e-mail: [email protected];
Васильев Василий Александрович - канд. биол. наук, ст. науч. сотр. Института биологии гена; e-mail: shunka@ mail.ru;
Просикова Екатерина Андреевна - аспирант Института этнологии и антропологии РАН; e-mail: anirey@ rambler.ru;
Лысенко Вадим Васильевич - канд. биол. наук, проф. Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма;
Удина Ирина Геннадиевна - д-р биол. наук, вед. науч. сотр. Института общей генетики им. Н.И. Вавилова; e-mail: [email protected];
Бутовская Марина Львовна - д-р ист. наук, зав. сектором, Института энтологии и антропологии РАН; e-mail: [email protected]
ЛИТЕ РАТ У РА / REFERENCES
1. Malyuchenko N.V., Kulikova M.A., Timofeeva M.A., Shleptsova V.A., Shchegol'kova Yu.A., Sysoeva O.V. et al. The influence of genetic polymorphisms in the serotonin transporter on the emotional behavior of athletes. Molecular polymorphism of human: structural and functional diversity of individual biomacromolecules [Molekulyarnyy polimofizm cheloveka: strukturnoe i funktsional'noe individual'noe raznoobrazie biomakromolekul]. Moscow: RUDN; 2007; 2: 645-71. (Russian) (Малюченко Н.В., Куликова М.А., Тимофеева М.А., Шлепцова В.А., Щеголькова Ю.А., Сысоева О.В. и др. Влияние генетического полиморфизма серотонинового транспортера на эмоциональное поведение спортсменов. Молекулярный полиморфизм человека: структурное и функциональное индивидуальное разнообразие биомакромолекул. М.: РУДН; 2007; 2: 645-71.
2. Udina I.G., Veselovskaya E.V., Lysenko V.V., Martianov E. V., Va-sil'ev Yu.A., Klets E.A. et al. The methodology of the anthropogenic study of athletes in various sports. Nauka Kubani. 2012; 1: 4-9. (Russian) (Удина И.Г., Веселовская Е.В., Лысенко В.В., Мартиа-нов Е. В., Васильев Ю.А., Клец Е.А. и др. Методология антропо-генетического изучения спортсменов в различных видах спорта. Наука Кубани. 2012; 1: 4-9).
3. Butovskaya P.R., Butovskaya M.L., Vasilyev V.A., Lazebny O.E., Shibalev D.V., Veselovskaya E.V. et al. Molecular-Genetic Polymorphisms of Dopamine, Serotonin and Androgenic Systems as Molecular Markers of Success in Judo Wrestling Sportsmen. J. Bioanal Biomed. 2013; February; S3: doi: 10.4172/1948-593X.S3-005.
4. Timofeeva M.A., Malyuchenko N.V., Kulikova M.A., Shleptsova V.A., Shchegol'kova Yu.A., Vedyakov A.M. et al. Prospects for the study of key genes polymorphisms of neurotransmitter systems. Post II. The serotonergic system. Fiziologiya cheloveka. 2008; 34(3): 114-24. (Russian) (Тимофеева М.А., Малюченко Н.В., Куликова М.А., Шлепцова В.А., Щеголькова Ю.А., Ведяков А.М. и др. Перспективы изучения полиморфизмов ключевых генов нейро-медиаторных систем. Сообщение II. Серотонинергическая система. Физиология человека. 2008; 34(3): 114-24)
5. Golimbet V. E. Molecular genetic polymorphism and clinical heterogeneity of endogenous psychoses: Dis. Moscow; 2003. (Russian) (Голимбет В. Е. Молекулярно-генетический полиморфизм и клиническая гетерогенность эндогенных психозов: Автореф. дис. докт. биол. наук. М.; 2003).
6. Adayev Y., Ranasingne B., Banaijee P. Transmembrane signaling in the brain by serotonin, a key regulator of physiology and emotion. Bioscience Reports. 2005; 25: 363-85.
7. Nebert D. W., Carvan M. J. Ecogenetics: from ecology to health. ToxicolInd. Health. 1997; 13: 163-92.
8. Vasil'ev V.A., Martirosyan I.A., Shibalev D.V., Kulikov A.M., La-zebnyy O.E., Burkova V.N. et al. Molecular genetic polymorphism of the promoter regions of genes fourth dopamine receptor (DRD4P) and serotonin transporter (5-HTTLPR) in African populations Hadza and Datooga. Genetika. 2011; 47 (2): 1-5. (Russian) (Васильев В.А., Мартиросян И.А., Шибалев Д.В., Куликов А.М., Лазебный О.Е., Буркова В.Н. и др. Молекулярно-генетический полиморфизм про-моторных участков генов четвертого дофаминового рецептора (DRD4P) и серотонинового транспортера (5-HTTLPR) в африканских популяциях хадза и датога. Генетика. 2011; 47 (2): 1-5)
9. Murdoch J.D.1, Speed W.C., Pakstis A.J., Heffelfinger C.E., Kidd K,K. Worldwide Population Variation and Haplotype Analysis at the Serotonin Transporter Gene SLC6A4 and Implications for Association Studies. Biological Psychiatry. 2013; 74: 879-89.
10. The Allele FREquency Database. Available at: http://alfred.med. yale.edu.
11. Sysoeva O.V., Maluchenko N.V., Timofeeva M.A., Portnova G.V., Kulikova M.A., Tonevitsky A.G. et al. Aggression and 5HTT polymorphism in females: Study of synchronized swimming and control groups. International Journal of Psychophysiology. 2009; 72: 173-8.
12. Vasil'ev V.A. Molecular psychogenetics: study deviant aggressive behavior. Genetika. 2011; 47(9): 1157-68. (Russian) (Васильев В.А. Молекулярная психогенетика: исследования девиантного агрессивного поведения человека. Генетика. 2011; 47(9): 1157-68).
13. Nakamura Т., Muramatsu Т., Ono Y. Matsushita M., Yoshimura K., Kanba S. et al. Serotonin transporter gene regulatory region polymorphism and anxiety-related traits in the Japanese. Am. J. Med. Genet. 1997; 4: 544-5.
14. Yoshida K.1, Naito S., Takahashi H., Sato K., Ito K., Kamata M. et al. Monoamine oxidase: A gene polymorphism, tryptophan hydroxylase gene polymorphism and antidepressant response to fluvoxam-ine in Japanese patients with major depressive disorder. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 2002; 26: 1279-83.
15. Sabol S.Z., Hu S., Hamer D. A functional polymorphism in monoamine oxidase A gene promoper. Human Genetics. 1998; 103: 273-9.
16. Costa P. Т., & McCrae R. R. The NEO-PI/NEO-FFI manual supplement. Odessa, FL: Psychological Assessment Resources; 1989.
17. Sokal R.R., Rohlf F.J. Biometry: the principles and practice of statistics in biological research. 3rd edn. New York: Freeman; 1994.
18. Butovskaya M.L., Veselovskaya E.V., Godina E.Z., Tret'jak A.V., Silaeva L.V. Morpho-functional and personal characteristics of male athlete as a model of adaptive systems in paleore-constructions. Vestnik Moskovskogo universiteta. Serija XXIII. Antropologija. 2011; (2): 4-17. (Russian) (Бутовская М.Л., Ве-селовская Е.В., Година Е.З., Третьяк А.В., Силаева Л.В. Мор-фофункциональные и личностные характеристики мужчин спортсменов как модель адаптивных комплексов в палеоре-конструкциях. Вестник Московского университета. Серия XXIII. Антропология. 2011; (2): 4-17).
19. Butovskaya M.L., Veselovskaya E.V., Prosikova E.A., Kondrat'eva A.V. Morpho-psychological complexes as an indicator of success in sports: women. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya XXIII. Antropologiya. 2012; 2: 29-41. (Russian) (Бутовская М.Л., Веселовская Е.В., Просикова Е.А., Кондратьева А.В. Морфо-психологические комплексы как индикатор успешности в спорте: женщины. Вестник Московского университета. Серия XXIII. Антропология. 2012; 2: 29-41).
20. Butovskaya M.L., Veselovskaya E.V., Prudnikova A. S. Models of bio-social adaptation and their implementation in terms of industrial society. Arkheologiya, etnografiya i antropologiya Evrazii. 2010; 4: 143-54. (Russian) (Бутовская М.Л., Веселовская Е.В., Прудникова А. С. Модели биосоциальной адаптации человека и их реализация в условиях индустриального общества. Археология, этнография и антропология Евразии. 2010; 4: 143-54).
21. Strobel A.1, Gutknecht L., Rothe C., Reif A., Mossner R., Zeng Y. et al. Allelic variation in 5-HT1A receptor expression is associated with anxiety- and depression-related personality traits. Journal of Neural Transmission. 2003; 110: 1445-53.
22. Tochigi M., Umekage T., Kato C., Marui T., Otowa T., Hibino H. et al.
Serotonin 2A receptor gene polymorphism and personality traits: no evidence for significant association. Psychiatric Genetics. 2005; 15: 67-9. 23. Vedjakov A. M., Tonevickij A.G. Analysis of a number of important genetic polymorphisms in athletes. Fiziologija cheloveka. 2006; 32: 92-7. (Russian) (Ведяков, А.М., Тоневицкий А.Г. Анализ ряда значимых генетических полиморфизмов у спортсменов. Физиология человека. 2006; 32: 92-7).
Поступила 30.12.14 Received 30.12.14
ASSOCIATION BETWEEN FOUR SEROTONIC GENES POLYMORPHISM (5HTTL, 5HT1A, 5HT2A, AND MAOA) AND PERSONALITY TRAITS IN WRESTLERS AND CONTROL GROUP
Butovskaya P. R.1, Lazebnij O. E.2, Fekhretdionva D. I.6, Vasil'ev V. A.3, Prosikova E. A.4, Lysenko V. V.5, Udina I. G.1, Butovskaya M. L.4
1 Vavilov Institute of General Genetics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; 2 Koltsov Institute of Developmental Biology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; 3 Institute of Gene Biology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; 4 Miklukho-Maklai Institute of Ethnology and Anthropology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; 5 Kuban State University of Physical Culture, Sports and Tourism, Krasnodar, Russia; 6 Moscow State Pedagogical University, Moscow, Russia
This study presents the data on the polymorphisms of the serotonin system genes (5-HTTL, 5-HT1A, 5-HT2A, and MAOA) in male and female wrestlers and in the control group. The population genetics analysis of the 5HTTL gene showed the highest frequency of the SS genotype 5-HTTLPR in sportsmen (p = 0.04), as well as the trend toward higher frequency of united genotypes of the locus of 5-HTTLPR VNTR and SNP rs25531 - SASA (p = 0.06) in comparison with the control group. As for the polymorphisms for other genes 5-HT1A (rs6295), 5-HT2A (rs6311), and MAOA (VNTR), we found no significant differences between the groups tested. Using the NEO PI-R questionnaire we analyzed the possible correlations between the genotypes and the psychological traits in our samples. It was demonstrated that the athletic success in elite sportsmen was associated with lower openness to experience and higher conscientiousness. The interaction effect of the gender and 5-HT2A on the self-rating for openness to experience, interaction effect of the level of the sport success and 5-HT2A, and the interaction effect of the gender and 5-HT1A genotype on self-reported conscientiousness were observed as a trend.
Key words: 5HTT; 5HT1A; 5HT2A;MAOA; wrestling;personality traits.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2015 УДК 579.841.95:579.25].083.1
Тимофеев В.С., Бахтеева И.В., Павлов В.М., Мокриевич А.Н. анализ разнообразия генов цитруллинуреидазы у бактерий
рода francisella
Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии, 142279, Оболенск, Московская область,
Российская Федерация
В данной работе представлены результаты анализа in silico генетического разнообразия гена цитруллинуреидазы (ctu) у двух видов бактерий рода Francisella: tularensis (ssp. tularen-sis, holarctica, mediasiatica, novicida) и philomiragia. Штаммы среднеазиатского подвида, обладающие цитруллинуреидазной активностью, отличаются в гене ctu от ssp. tularensis Schu тремя нуклеотидными заменами, приведшими к появлению двух несущественных аминокислотных замен в кодируемом им белке. У проанализированных штаммов F. tularensis ssp. holarctica ген ctu кодирует неактивный фермент, вероятно, из-за замены аминокислот: 151 Gly ^ Asp, 183 Pro ^ Leu, 222 Asp ^ Asn. За
Для корреспонденции: Мокриевич Александр Николаевич; e-mail: [email protected].
исключением бактерий японского биовара, во всех штаммах голарктического подвида в последовательности гена ctu находятся также два стоп-кодона.
У бактерий подвида novicida ген ctu обнаружен только у штамма 3523, в других штаммах присутствует ген FTN_0827, кодирующий C-N-гидролазу, которая, возможно, обладает цитруллинуреидазной активностью.
Ключевые слова: Francisella; цитруллинуреидаза; С-N-гидролаза; ферментативная активность.
Введение
Бактерия Francisella tularensis - возбудитель туляремии - является внутриклеточным паразитом. Заражение людей происходит различными путями: через укусы ин-
