Исследование полиморфного варианта D5S422 в гене рецептора гамма-аминомаслянной кислоты GABRG2 у лиц с различными показателями невербального интеллекта
Автор: Маралва Анна Викторовна, Гумерова Оксана Владимировна, Горбунова Валентина Юрьевна
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Генетика
Статья в выпуске: 5-3 т.13, 2011 года.
Бесплатный доступ
Проведен молекулярно-генетический анализ полиморфного локуса D5S422 по гену гамма альфа субъединицы рецептора гамма-аминомасляной кислоты GABRG2 в выборке лиц с различными показателями невербального интеллекта. Установлено достоверное снижение частоты аллеля D5S422*15 у лиц с высоким уровнем интеллектуального развития.
Короткий адрес: https://sciup.org/148200460
IDR: 148200460
Текст научной статьи Исследование полиморфного варианта D5S422 в гене рецептора гамма-аминомаслянной кислоты GABRG2 у лиц с различными показателями невербального интеллекта
ницаемости мембран для ионов хлора и следовательно гиперполяризацией и снижением возбудимости нейронов [4].
Ген GABRG2 гамма альфа субъединицы рецептора ГАМК локализован на пятой хромосоме в области 5q34 и содержит 9 экзонов [5]. ГАМК-лиганд-каналы закрытого комплекса выборочно связаны с дофамином D5 рецепторами путем прямого связывания D5 карбоксилазного концевого домена со вторым внутриклеточным циклом субъединицы ГАМК-гамма-2 рецептора, что обуславливает взаимное торможение функциональных взаимодействий между этими рецепторными системами [6]. В свою очередь, ГАМК-рецепторы регулируются ионами цинка, которые подавляют функцию рецепторов через аллостерические механизмы, в большей степени, зависящих от состава субъединиц рецептора. Выделяют 3 дискретных сайта, которые опосредуют торможение цинка: один находится в пределах ионного канала и состоит из субъединицы бета-3, а 2 других находятся на внешних аминоконцевых рецепторах и требуют координации субъединицы альфа-1 и бета-3. Для ГАМК-рецепторов, содержащих гамма-2, характерна низкая чувствительность к цинку в результате разрушения 2 из 3 сайтов.
Доказано, что мутация в гене GABRG2, приводит к дисфункции ГАМК-рецепторов, а в дальнейшем и к развитию эпилепсии, фебрильных судорог, имеющих аутосомно-доминантное наследование [7]. В литературе имеются данные о том, что фебрильные судороги возникают примерно у 3% детей, и что от 10 до 15% лиц с детской эпилепсией отсутствуют фебрильные судороги перед началом эпилепсии [8].
Целью данного исследования явился анализ ассоциаций полиморфного варианта D5S422 гена рецептора ГАМК GABRG2 с показателями невербального интеллекта.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Материалом для исследования послужили образцы ДНК 200 неродственных индивидов в возрасте 18-35 лет. ДНК выделяли из лейкоцитов периферической крови методом фенольнохлороформной экстракции [9]. Анализ полиморфного ДНК-локуса D5S42 по гену GABRG2 осуществляли методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) синтеза ДНК с помощью соответствующих праймеров [10]. Продукты амплификации анализировали электрофоретически после окрашивания геля бромистым этидием с последующей визуализацией ДНК в УФ-свете. Уровень невербального интеллектуального развития (IQ) у испытуемых определяли по методике Кеттела [11]. В соответствии с показателями IQ испытуемые были разделены на две группы: с высоким (130 баллов и выше) и низким (95 баллов и ниже) уровнем интеллектуального развития. Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием программного обеспечения MS Excel 98 (Microsoft) и компьютерной программы “RxC” (Rows x Columns) [12].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты оценки распределения частот генотипов и аллелей полиморфного локуса D5S422 в гене GABRG2 при различном уровне интеллектуального развития представлены в таблицах 1 и 2.
ГАМК GABRG2 в
Таблица 1. Распределение частот аллелей полиморфного маркера D5S422 в гене рецептора группах с различными показателями интеллектуального развития
|
Частоты алеллей, % |
Группы |
Низкий уровень IQ |
Выс окий уровень IQ |
х2 (P) |
||
|
n |
p i ±s p |
n |
p i ±s p |
|||
|
D5S422 * 13 |
11 |
5,29±1,55 |
6 |
3,09±1,24 |
0,7147 (0,3987) |
|
|
D5S422 * 14 |
0 |
0±0 |
1 |
0,52±0,51 |
0,0008 (0,9841) |
|
|
D5S422 * 15 |
44 |
21,15±2,83 |
15 |
7,73±1,91 |
13,3887 (0,0009) * |
|
|
D5S422 * 16 |
15 |
7,22±0,02 |
16 |
8,25±0,02 |
0,0412 (0,8406) |
|
|
D5S422 * 17 |
77 |
37,01±0,03 |
89 |
45,88±0,04 |
2,8936 (0,0890) |
|
|
D5S422 * 18 |
15 |
7,22±0,02 |
15 |
7,73±0,02 |
0,0010 (0,9821) |
|
|
D5S422 * 19 |
46 |
22,11±0,03 |
52 |
26,8±0,03 |
0,9566 (0,3290) |
|
Прим. здесь и далее: N – объем выборки; n – численность группы; pi – частота генотипа (аллеля); sp – ошибка pi; P – вероятность; ^2 – критерий значимости различий популяций по распределениям частот генотипов; * – достоверно с вероятностью 95%.
Таблица 2. Распределение частот генотипов полиморфного маркера D5S422 в гене рецептора ГАМК GABRG2 в группах с различными показателями интеллектуального развития
|
Частоты генотипов, % |
Группы |
N |
Низкий уровень IQ |
Высокий уровень IQ |
х2 (P) |
||
|
n |
p i ±s p |
n |
p i ±s p |
||||
|
D5S422 * 13-15 |
17 |
11 |
10,68±3 |
6 |
5,41±2,14 |
0,6707 (0,4135) |
|
|
D5S422 * 14-16 |
1 |
0 |
0±0 |
1 |
0,9±0,89 |
0,0026 (0,9642) |
|
|
D5S422 * 15-17 |
68 |
31 |
30.1±4,52 |
37 |
33,33±4,47 |
1,4794 (0,2247) |
|
|
D5S422 * 16-18 |
30 |
15 |
15±0,03 |
15 |
14±0,03 |
0,0018 (0,9711) |
|
|
D5S422 * 17-19 |
98 |
46 |
45±0,05 |
52 |
47±0,05 |
0,8342 (0,3620) |
|
Из 17 аллелей, описанных в данном локусе, нами обнаружено семь: от 13 до 19 повторов. Из них с наибольшей частотой в обоих исследованных группах встречались аллели D5S422*17 (37,01% в группе с низкими показателями IQ и 45,87% у лиц с высокими показателями) и D5S422*19 (22,11% в группе с низкими показателями IQ и 26,39% у лиц с высокими показателями).
В группе с низкими показателями IQ наблюдалось следующее распределение частот аллелей: D5S422*13 – 5,29% , D5S422*14 – 0 %, D5S422*15 – 21,15%, D5S422*16 – 7,22% , D5S422*17 - 37,01%, D5S422*18 – 7,22% и D5S422*19 - 22,11%.
Распределение частот аллелей в группе лиц с высоким уровнем интеллектуального развития составило: D5S422*13 – 3,09%, D5S422*14 – 0,52%, D5S422*15 – 7,73%, D5S422*16 – 8,25%, D5S422*17 - 45,88%, D5S422*18 – 7,73%, D5S422*19 - 26,8%.
При попарном сравнении частот аллелей между группами с различным уровнем интеллектуального развития обнаружено достоверное снижение частоты аллеля D5S422 *15 в группе лиц с высоким уровнем интеллектуального развития (7,61% против 21,15% в группе со средними показателями IQ; Р=0,0009, х2=13, 3887).
В группе с низкими показателями IQ наблюдалось следующее распределение частот генотипов: D5S422*13 – 5,29% , D5S422*14 – 0 %,
D5S422*15 – 21,15%, D5S422*16 – 7,22% , D5S422*17 - 37,01%, D5S422*18 – 7,22% и D5S422*19 - 22,11%.
В группе с низкими показателями IQ наблюдалось следующее распределение частот генотипов: D5S422*13-15 – 10,68%, D5S422*14-16 – 0 %, D5S422*15-17 – 30,1%, D5S422*16-18 – 15%, D5S422*17 -19 - 45 %.
Распределение частот аллелей в группе лиц с высоким уровнем интеллектуального развития составило: D5S422*13-15 – 5,41%, D5S422*14-16 – 0,9 %, D5S422*15-17 – 33,3%, D5S422*16-18 – 14%, D5S422*17 -19 - 47 %.
При анализе распределения частот генотипов полиморфного локуса D5S422 в гене GABRG2 у людей с различным уровнем интеллектуального развития с учетом поправки на множественность аллелей достоверных различий не выявлено.
Таким образом, в результате проведенного исследования установлена ассоциация полиморфного локуса D5S422 в гене рецептора ГАМК GABRG2 с показателями невербального интеллекта.
Список литературы Исследование полиморфного варианта D5S422 в гене рецептора гамма-аминомаслянной кислоты GABRG2 у лиц с различными показателями невербального интеллекта
- Рогаев Е.И., Боринская С.А. Гены и поведение//Химия и жизнь. XXI век. 2000. № 3. С. 20-25.
- Зильбер А.П. Ишемия головного мозга. М.: Медицина, 2001. С. 327.
- Янковский Н.К., Боринская С.А. Геном человека: нити судьбы//Российская наука: день нынешний и день грядущий. М., 1999. С. 276-282.
- Воронина Т.А., Молодавкин Г.М., Сергеева С.А., Эпштейн О.И. ГАМК-ергическая система в реализации анксиолитического эффекта «Пропротена»: экспериментальное исследование//Бюл. эксперим. биол. и мед. 2003. Прил. 1. С. 37-39.
- Harkin L.A., Bowser D.N., Dibbens L.M. et al. Truncation of the GABA-A-receptor gamma-2 subunit in a family with generalized epilepsy with febrile seizures plus//Am. J. Hum. Genet. 2002. V. 70. С. 530-536.
- Liu F., Wan Q., Pristupa Z.B. et al. Direct protein-protein coupling enables cross-talk between dopamine D5 and gamma-aminobutyric acid A receptors//Nature. 2000. V. 403. P. 274-280.
- Olsen R.W., DeLorey T.M., Gordey M., Kang M.-H. GABA receptor function and epilepsy//Adv. Neurol. 1999. V. 79. P. 499-510.
- Wallace R.H., Marini C., Petrou S. et al. Mutant GABA(A) receptor gamma-2-subunit in childhood absence epilepsy and febrile seizures//Nature Genet. 2001. V. 28. P. 49-52.
- Mathew C.C. The isolation of high molecular weight eukaryotic DNA//Methodes in Molecular Biology. V. 2/Ed. Walker I. M Y.I. Human press, 1984. P. 31-34.
- Ben-Ari Y, Gaiarsa JL, Tyzio R, Khazipov R. Excitatory action of GABA on immature neurons is not due to absence of ketone bodies metabolites or other energy substrates//NCBI. 21.07.2011. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21692780.
- Гумерова О.В. Генетическая обусловленность показателей интеллектуальной деятельности человека: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Уфа, 2007. 23 с.
- Roff D.A., Bentzen P. The statistical analysis of mitochondrial DNA: c2 and problem of small samples//Mol. Biol. Evolution. 1998. V. 6. P. 539-545.
