WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Леконцев Евгений Витальевич

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОБУСЛОВЛЕННОСТЬ НЕКОТОРЫХ показателей ФИЗИческих способностей человека

03.00.15 – генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

москва 2007

Работа выполнена на кафедре генетики Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Горбунова Валентина Юрьевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Митрофанов Владимир Григорьевич

доктор биологических наук

Полетаева Инга Игорьевна

Ведущая организация: Казанский государственный университет

Защита состоится «11» апреля 2007 г. в 14 ч. на заседании Диссертационного совета Д 002.238.01 при Институте биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН по адресу: 119334, г. Москва, ул. Вавилова, д. 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН.

Факс – (495) 135-80-12

E-mail – volina46@bk.ru

Автореферат разослан « 9 » апреля 2007 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д 002.238.01

к.б.н. Волина Е.В.

общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Одним из интенсивно развивающихся направлений современной генетики является разработка молекулярно-генетических подходов, позволяющих определить предрасположенность человека к различным видам деятельности. Так, в частности, в последние годы проводится поиск молекулярно-генетические маркеров, определяющих способность человека к выполнению высоких спортивных нагрузок (Montgomery, 2000; Рогозкин, 2004), что определяется необходимостью обоснования системы отбора людей для занятия спортом и коррекции тренировочного процесса.

Этот подход является наиболее перспективным, поскольку позволяет определить генетическую предрасположенность к выполнению больших физических нагрузок и осуществить целенаправленный дифференцированный отбор детей для занятия спортом на самых ранних этапах их спортивной деятельности.

Следует отметить, что в 2000 году была создана генетическая карта человека, в которую внесены гены, которые хотя бы в одном исследовании выявили ассоциации с физическими показателями и / или влияли на здоровье человека (Rankinen, Bray et al, 2006).

В ранней версии 2000 года карта включала 29 генов. Версия 2005 года, 6-ая - дополненная, включает 165 аутосомных генов, 5 - расположенных на Х хромосоме, а также 17 митохондриальных генов.

На сегодняшний день работы подобного рода ведутся только в пяти странах: США, Великобритании, Австралии, России (Научно-исследовательский институт физической культуры – под руководством д.б.н., профессора Рогозкина В.А.; лаборатория молекулярно-генетических исследований кафедры генетики при Башкирском государственном педагогическом университете – под руководством д.б.н., профессора Горбуновой В.Ю.) и Казахстане. На сайте www.genoterra.ru - реестра ведущих научных учреждений, лаборатория молекулярно-генетических исследований кафедры генетики БГПУ включена в список групп, занимающихся поиском генетических маркеров, определяющих предрасположенность людей к спортивной деятельности.

Цель исследования: поиск молекулярно-генетических маркеров, обуславливающих физические способности человека

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

1. Собрать банк ДНК спортивной элиты.

2. Осуществить тестирование физических способностей испытуемых по показателям:

- общей физической работоспособности (ОФР);

- максимального потребления кислорода (МПК).

3. Изучить наследуемость данных показателей близнецовым методом.

4. Провести сравнительные исследования встречаемости аллелей и генотипов в контроле и в группе спортсменов по генам:

- определяющим работу сердечно-сосудистой системы: ангиотензин- конвертирующего фермента (ACE), химазы (CMA 1/B), аполипопротеина Е (ApoE);

- характеризующим состояние нейромедиаторной системы: переносчика серотонина (SLC6A4); рецептора серотонина (5HT2A); переносчика дофамина (SLC6A3); рецептора дофамина (DRD3);

- рецептора витамина D (VDR).

5. Провести анализ ассоциации изученных генов с показателями физической работоспособности.

Научная новизна исследования

Разработаны критерии выбора новых генов-кандидатов, определяющих физические способности человека

Создана коллекция ДНК спортивной элиты (кандидатов в мастера и мастеров спорта) и в этой группе проведено исследование распределения полиморфных аллелей гена химазы (CMA 1/B), определяющей работу сердечно-сосудистой системы. Впервые осуществлено молекулярно-генетическое исследование группы спортсменов по встречаемости ДНК-локусов, определяющих работу серотонин- и дофаминергических нейромедиаторных систем (SLC6A4, НТR2А, SLC6A3, DRD3). Рассчитаны частоты аллелей и генотипов вышеперечисленных генов и проведен анализ ассоциаций частот аллелей и генотипов гена химазы, генов нейромедиаторной системы с показателями физических способностей человека.

Практическая значимость

Определены новые гены-кандидаты, обуславливающие физические способности человека и позволяющие осуществлять целенаправленный дифференцированный отбор по видам физической нагрузки и предрасположенности к занятиям определенными видами спорта. Результаты исследования используются в системе организации профильного обучения в школах Орджонекидзевского района г. Уфы (Башкортостан) с целью дифференциации учащихся в соответствии с их возможностями переносить большие физические нагрузки, а также при чтении курса лекций и спецкурсов в Башгоспедуниверситете на специальностях «физическая культура» и «генетика».

Положения, выносимые на защиту

  1. Признаки «максимальное потребление кислорода» и «общая физическая работоспособность» имеют высокую генетическую детерминацию (ОФР, Н=0,82 и МПК, Н=0,72), а наследуемость рисунка папиллярных линий низка (от 0,04 до 0,11).
  1. Гаплотип SLC6A4*L/*S – ACE*D/*D приводит к снижению физической работоспособности.
  2. Сочетания генотипов CMA*A/*A – ACE*D/*D достоверно ниже встречается среди спортсменов.
  3. Аллель G гена химазы (СМА1/В) достоверно чаще встречается у лиц, занимающихся спортом.
  4. Сочетание генотипов CMA*G/*G - ACE*I/*I достоверно указывает на то, что их обладатели могут выдерживать высокие физические нагрузки.
  5. Комплементация полиморфных участков гена-переносчика серотонина (SLC6A4), находящихся: в промоторе (*L/*L) и 2 интроне (*10/*10), определяют способность к выполнению повышенной физической работы.

Апробация результатов диссертации

Материалы диссертационной работы были представлены на Международной конференции, посвященной 115-летию со дня рождения Н.И.Вавилова «Вавилов и современная генетика» (Уфа, 2004); на 5-ом съезде Российского общества медицинских генетиков (Уфа, 2005); Девятой всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 22 апреля 2006); European Human Genetics Conference «European Meeting on Psychosocial Aspects of Genetics» (6-9 May 2006, Amsterdam, Netherlands); Human Genome Meeting (May 31-June 3, 2006, Helsinki, Finland); Международной конференции «Генетика в России и мире», посвященной 40-летию Института общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН (28 июня-2 июля 2006, Москва), а также на семинаре лаборатории генетики животных Биофака МГУ.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 статей, из них – 2 в изданиях, рекомендованных ВАК и 6 тезисов в трудах Международных и Российских конференций.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, практических рекомендаций, выводов и списка литературы. Текст диссертации содержит 25 рисунка и 24 таблицы. Список литературы включает 158 источников отечественных и иностранных авторов.

Связь работы с крупными научными программами. За время выполнения работы получены следующие гранты:

Министерства образования РФ: Тематический план на 2005/06 и 2006/07 уч. гг. «Молекулярно-генетические исследования интеллектуального, физического и психического здоровья человека».

Федеральной программы развития образования на 2004 год: по направлению «1.7: «Развитие профессионального образования в области высоких технологий и инновационной деятельности в образовательной сфере» в разделе 1.7.3 «Развитие учебно-лабораторной базы научно-педагогических коллективов, обеспечивающих эффективную подготовку кадров высшей квалификации в области высоких технологий».

Стипендия президента Республики Башкортостан в 2005/06 уч. году.

Гранты БГПУ: по направлению 05.06 «Наука и инновации – обществу (внедрение инновационных проектов, результатов НИР в практику)». «Молекулярная, педагогическая генетика и психогенетика – возможности и перспективы их использования в образовательном процессе».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

В работе использованы образцы ДНК 100 спортсменов (1 разряд, КМС и МС) ввозрасте 17-25 лет, проживающих в Республике Башкортостан. Группа сравнения была составлена из здоровых индивидов соответствующего возраста и пола, не являющихся спортсменами (100 человек). Забор крови для выделения ДНК производили после медицинского осмотра с письменного согласия испытуемых. Биологический материал для исследования собран также в ходе экспедиционных выездов в 2003-2004 гг.

Методы исследования

ДНК была выделена из периферической крови методом фенольно-хлороформной экстракции (Mathew et al., 1984). Анализ полиморфных ДНК-локусов ACE, CMA1/B, ApoE, VDR, SLC6A4, HTR2A, SLC6A3, DRD3 (табл. 1) осуществляли методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) синтеза ДНК с помощью соответствующих праймеров.

Для определения нуклеотидных замен в генах CMA 1/B, ApoE, HTR2A, DRD3 и VDR использовали метод ПДРФ-анализа, ПЦР-продукты расщепляли соответствующими рестриктазами: BstXI, Hhal, MspI, BalI и Fok I. Продукты амплификации анализировались электрофоретически после окрашивания гелей бромистым этидием с последующей визуализацией ДНК в УФ-свете.

Тип пальцевых узоров определялся по классификации, предложенной Гальтоном (Гладкова, 1966), которая включает три основных типа узора: завиток (whorl), петлю (loop) и дугу (arch). Суммарный гребневой счет (СГС) определялся, как сумма гребневого счета правой и левой руки (Никитина, 1999). Гребневой счет руки, составлял сумму гребневого счета (ГС) на отдельных пальцах. От дельты до центра узора проводится прямая линия и подсчитывается количество гребешков, отрезков гребешков и точек, которые касаются или пересекают эту линию. В подсчет не входят ни трирадиус, ни конечный гребень, образующий центр узора (Гладкова, 1966).

Таблица 1

Характеристика полиморфных локусов генов

Ген

Локализация

Полиморфизм

Физиологические характеристики

ACE (ангиотензин-конвертируемый фермент)

17q23

I / D - 287 п.н. Alu, 16 интрон (Lee Y., 2002 )

Аллель I (инсерция) – понижение образования ангиотензина II в эндотелии сосудов

CMA 1/B

(химаза)

14q11.2

A / G - транзиция A-G (положение 1903) (Kirchgessner T. et al., 1989 )

Аллель G – уменьшение образования ангиотензина II в сердечной мышце

ApoE

(аполиопротеин Е)

19q13.2

Е2 / Е3 / Е4

Точковые замены цистеина / аргинина в 112-158 положении, (Hixson I., 1990)

Вариабельность концентрации белка и липидов.

SLC6A4

(переносчик серотонина)

17q11.1-12

5-HTTNVTR (12, 10 и 9 единиц повтора - 22 п.н.), интрон 2 (Ogilvie et al., 1996)

Кол-во повторов влияет на транскрипцию гена

SLC6A4

(переносчик серотонина)

17q11.1-12

5-HTTLPR, I / D 44 п.н в промотор того же гена (Helias A. et al., 1999)

*L – повышает концентрацию переносчика серотонина

5HT2A

(рецептор серотонина)

13q14-21

MspI полиморфизм (точковая мутация по типу транзиции A1438G), промотор

(Nacamura T. et. al., 1999)

*А – нормальное количество рецепторов в синаптической щели;*G - понижение количества рецепторов

SLC6A3

(переносчик дофамина)

5p15.3

VNTR (3-11 копий размером 40 п.н.),

3'-нетранслируемая область

(Vanderberg et al., 1992)

Ограничивает активность дофаминэргической системы путем обратного захвата нейромедиатора в пресипатические терминали

DRD3

(рецептор дофамина)

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»