Оценка полиморфизма генов биотрансформации алкоголя ADH1B, ALDH2 и CYP2E1 в популяциях коренного и пришлого населения Сибири

УДК 375.17

ОЦЕНКА ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ БИОТРАНСФОРМАЦИИ АЛКОГОЛЯ ADH1B, ALDH2 И CYP2E1 В ПОПУЛЯЦИЯХ КОРЕННОГО И ПРИШЛОГО НАСЕЛЕНИЯ СИБИРИ

Н.В. Солопёкин

Изучен полиморфизм генов ADH1B, ALDH2 и CYP2E1 в популяциях шорцев, русских Сибири и у потомков от смешанных шорско-русских браков. Выявлены достоверные различия между группами по частотам генотипов ADH1B, ALDH2 и аллелей ALDH2 и CYP2E1. Показан высокий уровень наблюдаемой гетерозиготности генов ADH1B и ALDH2. Генетические расстояния отражают близость метисов к шорцам (d = 0,005) и дистанцированность русских Сибири от русских Центральной России (d = 0,046).

Ключевые слова: гены биотрансформации алкоголя, русские, шорцы, метисы.

Алкоголизм — социально опасное заболевание, в патогенезе которого принимают участие биологические и социальные факторы. Получение адекватной оценки вклада биологической составляющей в подверженность алкогольной зависимости у разных этнических групп возможно только при правильном планировании исследования. Стратегия исследования должна включать два этапа: популяци онно-генетический (описание полиморфизмов генов биотрансформации алкоголя в конкретных популяциях) и медико-генетический (сравнение генетического статуса больных алкогольной зависимостью с популяционным контролем для изучения генетических основ подверженности алкоголизму).

Целью настоящего исследования было изучение и сравнительный анализ генетической структуры коренного (шорского) и пришлого (русского) населения Южной Сибири, а также потомков смешанных шорско-русских браков на основе полиморфизма трех генов биотрансформации алкоголя: АЭН1В (мутация О ^ А в 3-м экзоне, приводящая к замене Аг§47Н1в), АЬБН2 (мутация О ^ А в 12-м экзоне, которая приводит к замене 01и504Ьу8) и СУР2Е1 (мутация О ^ С в 5'-фланкирующем регионе гена) [1—3].

Материалы и методы

однонуклеотидных полиморфизмов проводили методом ПЦР с использованием реагентов для амплификации НПФ "Литех", г. Москва. Результаты амплификации оценивали при помощи электрофореза в агарозном геле. Для детекции результатов использовали окраску гелей бромистым этидием с визуализацией ДНК в УФ-свете. На основе полученных данных рассчитывали генотипические и ал-лельные частоты, наблюдаемую и ожидаемую гете-розиготность, а также генетические расстояния между изученными группами по методу М. Нея [4].

Результаты и их обсуждение

Сравнительный анализ генотипических частот АЭН1В и АЬБН2 (табл. 1) показал, что у русских достоверно чаще (р > 0,05 и р > 0,05) регистрируются гомозиготные генотипы по дикому типу по сравнению с шорцами, у которых повышена частота гомозигот по так называемому мутантно-му аллелю.

В отношении гена СУР2Е1, напротив, частота гомозигот по дикому типу у русских оказалась ниже, чем у шорцев. Что касается метисов, то у них

Таблица 1

Частоты генотипов ADH1B, ALDH2 и CYP2E1 у изученных народов Сибири

Группы Генотипы

ADH1B ALDH2 CYP2E1

GG GA AA GG GA AA GG GC CC

Шорцы 36,11 47,22 16,67 34,25 51,85 13,90 79,62 16,66 3,72

Метисы 34,51 51,37 14,17 40,70 56,67 2,63 73,45 23,0 3,55

Русские 46,0 44,0 10,0 62,0 33,0 5,0 64,0 26,0 10,0

Совокупная выборка включала 321 человека (100 русских, 113 метисов и 108 шорцев). Все обследованные являлись сельскими жителями Таштагольского р-на Кемеровской обл. Получение образцов крови сопровождалось информированным согласием на участие в исследовании. Геномную ДНК из цельной венозной крови выделяли экспресс-методом. Генотипирование

Таблица 2

Показатели генетического разнообразия в группах шорцев, метисов и русских

Группы Показатели

ADH1B ALDH2 CYP2E1

Ho D XH-W Ho D XH-W Ho D XH-W

Шорцы 0,472 -0,018 0,04 0,512 +0,081 0,72 0,166 -0,212 4,89

Метисы 0,513 +0,070 0,60 0,566 +0,323 11,90 0,230 -0,010 1,13

Русские 0,440 +0,010 0,01 0,330 -0,020 0,05 0,260 -0,265 7,07

Примечание. Ho — наблюдаемая гетерозиготность, D — отклонение от наблю^ даемой гетерозиготности, X]j_w — соответствие распределение генотипов по прин ципу Харди—Вайнберга.

высока частота гетерозиготных генотипов, что, вероятно, отражает процесс смешения русских и шорских генов. Метисы в целом характеризуются более высоким уровнем гетерозиготности с тенденцией к дальнейшему росту гетерозигот по сравнению с шорцами и русскими (табл. 2). Показатель свидетельствует о неравновесном состоянии популяции метисов по гену ЛЬВИ2 (р > 0,001), а шорцев (р > 0,05) и русских (р > 0,01) по гену СУР2Б1.

Расчет аллельных частот демонстрирует у шорцев повышенную частоту мутантных аллелей ге-

Таблица 3

Аллельные частоты трех генов биотрансформации алкоголя в группах

нов ЛЬОИ2 по сравнению с метисами (р > 0,05) и с пришлыми русскими (р > 0,001), у которых достоверно чаще (р > 0,05) выявлялся му-тантный аллель по СУР2Е1 (табл. 3).

При расчете генетических расстояний между группами дополнительно были привлечены данные литературы о частотах генов ЛЭШБ, ЛЬБИ2 и СУР2Е1 у русских Центральной России [5]. Сравнение усредненных значений генетических расстояний, характеризующих удаленность от всех изученных групп, показывает наименьшую дистанцированность популяции пришлых русских Сибири (0,0278). Группа метисов оказывается генетически близка шорцам (й = 0,005), а русские Сибири отдалены от русских Центральной России (й = 0,046).

Выводы

Проведенное исследование свидетельствует о генетическом своеобразии исследованных популяций по генам биотрансформации алкоголя ЛЭШБ, ЛЬОИ2 и СУР2Е1 и позволяет уточнить особенности распределения генотипических и аллельных частот у коренного и пришлого населения Сибири.

Автор благодарен кафедре генетики Кемеровско-

Группы Аллели

ADH1B ALDH2 CYP2E1

P q P q P q

Шорцы 0,597 0,403 0,602 0,398 0,880 0,120

Метисы 0,602 0,398 0,690 0,310 0,850 0,150

Русские 0,680 0,320 0,785 0,215 0,770 0,230

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Lee Sh.-L., Hoo J.-O, Yin Sh.-J. Functionality of allelic variation in human alcohol dehydrogenase gene family: assessment of a functional window for protection against alcoholism // Pharmocogenetics. 2004. Vol. 14. N 11. P. 725—732.

2. Марусин A.B., Степанов B.A. и др. Анализ ассоциаций генетического полиморфизма ферментов, ме-таболизирующих этанол, с риском формирования коро-

* * *

Работа поддержана грантом Российскиго фонда фундаментальных исследований "Оценка полиморфизма генетических систем биотрансформации алкоголя в популяции шорцев Кемеровской области" (грант № 10-04-98082-р_сибирь_а).

нарного атеросклероза // Генетика. 2007. Т. 43. № 3. С. 409—416.

3. Hui Li, Borynskaya S., Kal'ina N. et al. Refined geographic distribution of the oriental ALDH2*504Lys variant // Ann. of Human Genetics. 2009. Vol. 73. P. 335—345.

4. Nei M. Molecular evolutionary genetics. Amsterdam, 1975. 278 p.

5. URL:http://www.alfred.med.yale.edu. 27.05.2010

Поступила в редакцию 28.05.10

POLYMORPHISM ESTIMATION OF ALCOHOL BIOTRANSFORMATION

GENES ADH1B, ALDH2 AND CYP2E IN THE POPULATIONS

OF INDIGENOUS AND NEWLY ARRIVED POPULATION OF SIBERIA

N.V.Solopekin

In the article it is studed the polymorphism of the genes ADH1B, ADLH2 and CYP2E1 in the population of Shors, Russians of Siberia and progenis of Russian-Shors marriages. The reliable differences between groups according to the frequency of genotypes and allele are discovered. The article shows the high heterozygosis level of genes ADH1B and ALDH2. The gene distances prove that metis and Shors are very close to each other (d = 0,005) and Russians of Siberia are not similar to the Russians od Cental part of Russia (d = 0,046).

Key words: polymorphism, genes, biotransformation, population of Siberia, ADH1B, ALDH2, CYP2E.

Сведения об авторе

Солопёкин Николай Валерьевич — аспирант, кафедра генетики биологического факультета Кемеровского государственного университета. E-mail: nikolai_solopeki@mail.ru