Патент на изобретение №2339701
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬ И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА К РАЗЛИЧНЫМ ВИДАМ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
(57) Реферат:
Изобретение относится к молекулярной биологии и генетике и может быть использовано в спорте и в медицине. Предрасположенность человека к различным видам физической работоспособности определяют путем анализа дезоксирибонуклеиновой кислоты с помощью генетической панели, включающей соотношение способности и наличия генотипов и аллелей генов, и суммирования эффектов разных генотипов. Генетическая панель включает в себя полиморфизмы генов АроЕ, ecNOS, AGT, AGTR1, АСЕ, AGTR2, BKR, REN, ADRB1, ADRB2, VDR3, AR, PRAR-
(56) (продолжение): CLASS=”b560m”response to strength training may be influenced by angiotensinogen A-20C and angiotensin II type I receptor A1166C genotypes in older men and women.: J Am Geriatr Soc. 2005 Feb;53(2):204-10. LUCIA A, GÓ MEZ-GALLEGO F, BARROSO I, RABADÁ N M, BANDRÉ S F, SAN JUAN AF, CHICHARRO JL, EKELUND U, BRAGE S, EARNEST CP, WAREHAM NJ, FRANKS PW. PPARGC1A genotype (Gly482Ser) predicts exceptional endurance capacity in European men. J Appl Physiol. 2005 Jul;99(1):344-8. JONES A, DHAMRAIT SS, PAYNE JR, HAWE E, LI P, TOOR IS, LUONG L, WOOTTON PT, MILLER GJ, HUMPHRIES SE, MONTGOMERY HE. Genetic variants of angiotensin II receptors and cardiovascular risk in hypertension. Hypertension. 2003 Oct;42(4):500-6. Epub 2003 Aug 18. AHMAD U, SALEHEEN D, BOKHARI A, FROSSARD PMStrong association of a renin intronic dimorphism with essential hypertension. Hypertens Res. 2005 Apr;28(4):339-44. 10th Ann. Congress ECSS, July 13-16, Abstract Book, Belgrade, Serbia, 2005, 54. ШИХОВА Ю.В. и др. Ассоциация полиморфизма гена AR с физической деятельностью. XXXIV Неделя науки СПбГПУ. Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов 28.11.05-03.12.2005. Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов, ч.IV. – СПб.: Изд. Политехнического университета, 2006, с.174-176. СА 2499084, 25.03.2004. RU 2194982, 20.12.2002. THOMPSON WR, BINDER-MACLEOD SA. Association of genetic factors with selected measures of physical performance. Phys Ther. 2006 Apr;86(4):585-91. MCCOLE SD, SHULDINER AR, BROWN MD, MOORE GE, FERRELL RE, WILUND KR, HUBERTY A, DOUGLASS LW, HAGBERG JM. Beta2- and beta3-adrenergic receptor polymorphisms and exercise hemodynamics in postmenopausal women. J Appl Physiol. 2004 Feb;96(2):526-30.
Изобретение относится к молекулярной биологии, медицинской и спортивной генетике и обеспечивает способ диагностики генетической предрасположенности: к различным видам физической работоспособности путем анализа дезоксирибонуклеиновой кислоты на наличие полиморфных вариантов генов, продукты которых (белки, мРНК) участвуют в процессах, детерминирующих определенные физические качества человека (сила, скорость, выносливость и др.) непосредственно в клиническом образце с использованием различных вариантов метода полимеразной цепной реакции и статистической обработки данных. Стандартный способ определения предрасположенности человека к скоростно-силовым и выносливым видам физической работоспособности включает выделение ДНК, проведение полимеразной цепной реакции (ПЦР), анализ ПЦР продуктов методом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ) (Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis Т. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, USA, 1989, p.5.3-5.31, 6.36-6.45, 9.14-9.23, 14.14-14.19) или любым другим методом анализа генетического полиморфизма. Не меньшее значение, однако, имеет изучение особенностей генетического полиморфизма среди условно “здоровых групп” населения, таких как долгожители, спортсмены, новорожденные и другие. Предполагается, что такого рода исследования также могут дать важную информацию о роли и функциях того или иного гена в сложной генетической сети, формирующей функциональный статус организма человека. Известно, что формирование, проявление и развитие физических качеств человека подчинено сложной цепи взаимодействия генетических факторов и внешнего влияния окружающей среды, которая в процессе многолетней спортивной подготовки включает тренировочные воздействия, соревновательные нагрузки и необходимые средства восстановления. В результате такого взаимодействия наследственные признаки могут проявляться полностью или частично. Очевидно, можно говорить о наследовании определенной генетической предрасположенности к проявлению различных физических качеств человека, развитие которых зависит от биосоциальных условий. По оценке исследователей, на долю средовых (тренирующих) воздействий приходится лишь около 15-25% общей изменчивости тренируемости, а генотипический вклад составляет 75-85% (Сологуб Е.Б., Таймазов В.А., Спортивная генетика / М.: Терра-Спорт, 2000). Из патентной литературы известен способ определения предрасположенности к онкологическим заболеваниям мочеполовой системы, включающий исследование гена GP3a, при этом при обнаружении в нем сочетания аллелей PL-A1 и PL-A2 устанавливают предрасположенность к онкологическим заболеваниям, в том числе к инвазивным и метастатическим формам (заявка на изобретение РФ № 2004106510, C12Q1/68, опубл. 10.08.2005). Недостатком данного способа является неточность вследствие неучета влияния других генов на эту предрасположенность, таких как р53, GSTM1, GSTT1, Сур1А1 и др. Известен способ прогнозирования спортивных способностей индивидуума, включающий в себя скрининг полученного от индивидуума образца на наличие одной или нескольких генетических разновидностей гена Недостатком этого способа является неточность прогноза, обусловленная невозможностью на основе результатов тестирования одного гена делать полные рекомендации. Для прогнозирования спортивных способностей необходимо исследовать дополнительно гены, которые ответственны за влияние на физиологические, биохимические, гистологические и др. способности, ассоциированные с определенным типом физической работоспособности. Известен способ выявления предрасположенности человека к выполнению длительной физической работы, в котором из промывной жидкости ротовой полости обследуемого выделяют геномную ДНК, в выделенной ДНК эпителиальных клеток посредством ПЦР определяют полиморфизм гена ангиотензин – превращающего фермента (АПФ), проводят разделение обследуемых на три генотипа ИИ, ИД и ДД и по наличию И-аллеля АПФ выявляют генетическую предрасположенность человека к выполнению длительной физической работы (патент РФ № 2194982, G01N33/48, C12Q1/68, опубл. 20.12.2002). Недостатком этого способа является то, что на его основе нельзя сделать рекомендаций по конкретной принадлежности человека к различным видам физической работоспособности вследствие анализа только одного вида способностей человека и только по одному гену. Известен способ определения предрасположенности человека к скоростно-силовым и выносливым видам физической работоспособности, включающий выделение ДНК; проведение полимеразной цепной реакции и анализ набора генов АроЕ, ecNOS, AGT, АСЕ, BKR, ADRB1, ADRB2, VDR3, PPAR- Недостатком этого способа определения способности человека к той или иной физической нагрузке является то, что в данной работе исследование касается недостаточного числа генов, на основании молекулярно-генетического теста которых можно сделать выводы о той или иной способности к физической нагрузке, в связи с чем невозможно на основе данной работы делать полные рекомендации. Создание и внедрение в практику способа определения предрасположенности человека к скоростно-силовым и выносливым видам физической работоспособности для индивидуума на основании генетического теста позволит разработать и внедрить комплекс мер, направленных на снижение спортивных травм от неправильного выбора вида физической работоспособности, а также повысить эффективность тренировочных и восстановительных процессов в группах лиц, занимающихся различными видами физической деятельности. В основу изобретения положена задача создания способа для определения предрасположенности человека к различным видам физической работоспособности и генетической панели для осуществления этого способа путем проведения медико-генетического анализа сразу нескольких мутаций (полиморфизмов) 19 генов. Вследствие использования предлагаемого способа и панели (набора, группы), состоящей из 19 генов, и оптимизации заключений по результатам анализа всех генов панели качество интерпретаций и рекомендаций увеличивается, поэтому применение способа определения предрасположенности человека к скоростно-силовым и выносливым видам физической работоспособности на основании генетического теста приводит к повышению точности и качества рекомендаций и интерпретаций и делает его пригодным для проведения молекулярных исследований как в специализированных центрах, так и в лабораториях широкого спектра. Решение этих задач обеспечивается тем, что в генетической панели для определения предрасположенности человека к различным видам физической работоспособности включают соотношение способности и наличия генотипов и аллелей генов АроЕ (Е2.ЕЗ.Е4), ecNOS (4/5), AGT (М/Т), АСЕ (I/D), BKR (I/D, T/C), ADRB1 (Arg/Gly), ADRB2 (Gln27Glu, Arg/Gly), VDR3 (T/t), PPAR-
При этом в способе для определения предрасположенности человека к различным видам физической работоспособности, включающем выделение ДНК; проведение полимеразной цепной реакции, анализ генетической панели, содержащей гены и их полиморфизмы АроЕ (Е2,ЕЗ,Е4), ecNOS (4/5), AGT (М/Т), АСЕ (I/D), BKR (I/D, T/C), ADRB1 (Arg/Gly), ADRB2 (Gln27Glu, Arg/Gly), VDR3 (T/t), PPAR- если если Повышение точности, более полные рекомендации основываются на введении в рассмотрение большего количества генов и интерпретации результатов на основании суммирования эффектов влияния разных генотипов. Способ состоит из 4 этапов и осуществляется следующим образом. Этап I. Выделение ДНК, кДНК по стандартному протоколу. Этап II. Проведение полимеразной цепной реакции (ПЦР) 19 генов. Этап III. Анализ ПЦР продуктов методом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ) и/или любым другим методом анализа генетического полиморфизма. Этап IV. Подбор рекомендаций по прогнозированию предрасположенности человека к различным видам физической работоспособности, например определение наличия спортивных способностей человека к скоростно-силовым и выносливым видам физической работоспособности на основании молекулярно-генетического анализа мутаций и/или полиморфизма, который делается на основании таблицы.
Мало того, следует учитывать также влияние на анализируемые способности физиологические, биохимические, гистологические и др. параметры, ассоциированные с определенным типом физической работоспособности. В этой таблице к таковым относятся те ссылки, на которые помечены « Нами дополнительно введены в рассмотрение гены и дополнительные полиморфизмы ряда генов, отмеченные « Прогнозирование предрасположенности человека к различным видам физической работоспособности осуществляется на основании суммирования эффектов разных генотипов по формуле: если (Значение параметра то индивидуум положительно ассоциирован со спринтерскими и/или силовыми способностями и отрицательно ассоциирован с выносливостью. Если то индивидуум положительно ассоциирован с выносливостью и отрицательно ассоциирован со спринтерскими и/или силовыми способностями. Если если то индивидуум положительно ассоциирован со спринтерскими и/или силовыми способностями и с выносливостью, то есть ассоциирован с промежуточным типом физической работоспособности. с1+с2+….cn – количество выявленных у индивидуума генотипов, положительно ассоциированных со спринтерскими и/или силовыми способностями, в1+в2+…вn – количество выявленных у индивидуума генотипов, положительно ассоциированных с выносливостью. Каждому генотипу, ассоциированному с определенным типом физической работоспособности, присваивается значение 1, а неассоциированному ни с одним из типов типом физической работоспособности присваивается значение 0. Пример 1. Выявление генетических маркеров у индивидуума для определения предрасположенности человека к скоростно-силовым и выносливым видам физической работоспособности (см. табл.2).
На основании данных таблицы 2 нами был сделан следующий прогноз спортивных способностей человека к скоростно-силовым и выносливым видам физической работоспособности: Сумма показателей выносливости=5 Сумма показателей силы=8
Пример 2. Человек, про которого известны данные по генотипам 6 генов (см. табл.3).
Сумма показателей выносливости = 4 Сумма показателей силы = 1
Данные теста полностью подтверждают отнесение этого индивидуума к группе лиц с выносливой физической работоспособностью. Данный способ позволил оптимизировать заключения по результатам молекулярно-генетического анализа 19 генов, повысить качество интерпретаций и рекомендаций. Способ определения предрасположенности человека к различным видам физической работоспособности и генетическая панель для осуществления этого способа на основании генетического теста 19 генов приводит к повышению точности и качества рекомендаций и интерпретаций и делает его пригодным для проведения молекулярных исследований, связанных с исследованием ДНК, как в специализированных центрах, так и в лабораториях широкого спектра.
Формула изобретения
1. Генетическая панель для определения предрасположенности человека к различным видам физической работоспособности, включающая соотношение способности и наличия генотипов и аллелей генов АроЕ (Е2, ЕЗ, Е4), ecNOS (4/5), AGT (М/Т), АСЕ (I/D), BKR (I/D, Т/С), ADRB1 (Arg/Gly), ADRB2 (Gln27Glu, Arg/Gly), VDR3 (T/t), PPAR-
2. Способ определения предрасположенности человека к различным видам физической работоспособности, включающий выделение ДНК; проведение полимеразной цепной реакции, анализ генетической панели, содержащей гены и их полиморфизмы АроЕ (Е2, ЕЗ, Е4), ecNOS (4/5), AGT (М/Т), АСЕ (I/D), BKR (I/D, Т/С), ADRB1 (Arg/Gly), ADRB2 (Gln27Glu, Arg/Gly), VDR3 (T/t), PPAR- если если
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, PRAR–
, PRAR–
, PGC1A, UCP2, UCP3, ACTN3. Эти полиморфизмы ассоциированы с различными типами физической работоспособности и/или способностями, влияющими на определенный тип физической работоспособности. Применение изобретения позволяет повысить точность и качество рекомендаций и интерпретаций при определении предрасположенности человека к различным видам физической работоспособности. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.
(c1+c2+…cn) 
