Полиморфизм локуса rs1815739 гена ACTN3 и влияющего на его экспрессию cis-eQTL rs11227639 в популяциях Сибири

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследован полиморфизм локуса rs1815739 гена ACTN3 и влияющего на его экспрессию cis-eQTL rs11227639 в популяциях северной (чукчи, коряки, эвены и эвенки) и южной (буряты, алтайцы и тувинцы) частей Сибири. Показано, что частоты аллеля rs1815739-C гена ACTN3 (соответствует аминокислотному варианту 577R) и регуляторного аллеля rs11227639-A, повышающего уровень экспрессии этого гена, значимо выше на севере, чем на юге Сибири. Аналогично в северном направлении растет частота комбинации генотипов CC/AA по этим локусам. Выявленная картина географического распространения аллелей и генотипов по локусам rs1815739 и rs11227639 в популяциях Сибири может быть обусловлена адаптацией к холодному климату и процессами терморегуляции организма при воздействии холода. Предполагается, что повышение частот аллелей rs1815739-C и rs11227639-A у коренного населения севера Сибири связано с возрастанием роли сократительного термогенеза при адаптации к воздействию холода, а также способствует увеличению мышечной массы у их носителей, что снижает потери тепла в условиях Севера.

Об авторах

Б. А. Малярчук

Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения
Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: malbor@mail.ru
Россия, 685000, Магадан

М. В. Деренко

Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения
Российской академии наук

Email: malbor@mail.ru
Россия, 685000, Магадан

Г. А. Денисова

Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения
Российской академии наук

Email: malbor@mail.ru
Россия, 685000, Магадан

Список литературы

  1. GTEx Consortium. Genetic effects on gene expression across human tissues // Nature. 2017. V. 550. P. 204–213. https://doi.org/10.1038/nature24277
  2. GTEx Consortium. The GTEx Consortium atlas of genetic regulatory effects across human tissues // Science. 2020. V. 369. P. 1318–1330. https://doi.org/10.1126/science.aaz1776
  3. Mörseburg A. Investigating the role of demography and selection in genome scale patterns of common and rare variant diversity in humans. Ph. D. thesis. Cambridge: Univ. Cambr., 2018. 438 p.
  4. Quiver M.H., Lachance J. Adaptive eQTLs reveal the evolutionary impacts of pleiotropy and tissue-specificity while contributing to health and disease // Human Genet. and Genomics Adv. 2022. V. 3. 100083. https://doi.org/10.1016/j.xhgg.2021.100083
  5. North K.N., Yang N., Wattanasirichaigoon D. et al. A common nonsense mutation results in α-actinin-3 deficiency in the general population // Nat. Genet. 1999. V. 21. P. 353–354. https://doi.org/10.1038/7675
  6. MacArthur D.G., Seto J.T., Raftery J.M. et al. Loss of function of the ACTN3 gene alters muscle metabolism in a mouse model and has been selectively favored during recent human evolution // Nat. Genet. 2007. V. 39. P. 1261–1265. https://doi.org/10.1038/ng2122
  7. Friedlander S.M., Herrmann A.L., Lowry D.P. et al. ACTN3 allele frequency in humans covaries with global latitudinal gradient // PLoS One. 2013. V. 8. e52282. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0052282
  8. Amorim C.E., Acuña-Alonzo V., Salzano F.M. et al. Differing evolutionary histories of the ACTN3 R577X polymorphism among the major human geographic groups // PLoS One. 2015. V. 10. e0115449. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0115449
  9. Wyckelsma V.L., Venckunas T., Houweling P.J. et al. Loss of α-actinin-3 during human evolution provides superior cold resilience and muscle heat generation // Am. J. Hum. Genet. 2021. V. 108. P. 446–457. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2021.01.013
  10. Mörseburg A., Pagani L., Malyarchuk B. et al. Response to Wyckelsma et al. Loss of α-actinin-3 during human evolution provides superior cold resilience and muscle heat generation // Am. J. Hum. Genet. 2022. V. 109. P. 967–972. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2022.03.014
  11. Малярчук Б.А., Деренко М.В., Денисова Г.А. R577X-полиморфизм альфа-актинина-3 в популяциях человека на Северо-Востоке Азии // Экол. генетика. 2017. Т. 15. № 1. С. 50–56. https://doi.org/10.17816/ecogen15150-56
  12. Untergasser A., Cutcutache I., Koressaar T. et al. Primer3 – new capabilities and interfaces // Nucl. Ac. Res. 2012. V. 40. P. e115. https://doi.org/10.1093/nar/gks596
  13. Tamura K., Peterson D., Peterson N. et al. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods // Mol. Biol. Evol. 2011. V. 28. P. 2731–2739. https://doi.org/10.1093/molbev/msr121
  14. Excoffier L., Laval G., Schneider S. Arlequin (version 3.0): An integrated software package for population genetics data analysis // Evol. Bioinformatics Online. 2007. V. 1. P. 47–50. PMCID: PMC2658868.
  15. Garton F.C., Houweling P.J., Vukcevic D. et al. The effect of ACTN3 gene doping on skeletal muscle performance // Am. J. Hum. Genet. 2018. V. 102. P. 845–857. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2018.03.009
  16. Foster F., Collard M. A reassessment of Bergmann’s rule in modern humans // PLoS One 2013. V. 8. P. e72269. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0072269
  17. Алексеева Т.И. Географическая среда и биология человека. М.: Мысль, 1977. 302 с.
  18. Cho J., Lee I., Kang H. ACTN3 gene and susceptibility to sarcopenia and osteoporotic status in older Korean adults // Biomed. Res. Int. 2017. V. 2017. https://doi.org/10.1155/2017/4239648
  19. Castellani J.W., Young A.J. Human physiological responses to cold exposure: Acute responses and acclimatization to prolonged exposure // Auton Neurosci. 2016. V. 196. P. 63–74. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2016.02.009
  20. Cardona A., Pagani L., Antao T. et al. Genome-wide analysis of cold adaption in indigenous Siberian populations // PLoS One. 2014. V. 9. P. e98076. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0098076

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Б.А. Малярчук, М.В. Деренко, Г.А. Денисова, 2023