Коллаген типа 5 альфа 1 (COL5A1). Выявление мутации C267T (регуляторная область гена)

Маркер связан с активностью синтеза коллагена, входящего в состав скелетных мышц, сухожилий. Исследуется для выявления генетической предрасположенности к тендопатиям при активных тренировках, в частности травмам ахиллова сухожилия.

Метод исследования

Полиморфизм длин рестрикционных фрагментов.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь, буккальный (щечный) эпителий.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Специальной подготовки не требуется.

Название гена – COL5A1

OMIM – *120215

Локализация гена на хромосоме – 9q34.3

Функция гена

Ген COL5A1 кодирует белок альфа-1 цепи коллагена V типа.

Генетический маркер C267T

Участок ДНК в регуляторной области гена COL5A1 в позиции 267, в которой происходит замена цитозина (С) на тимин (Т), называется генетическим маркером С267Т (rs12722).

Возможные генотипы

• С/С
• С/Т
• Т/Т

Встречаемость в популяции

Встречаемость аллеля С в европейской популяции составляет 40  %.

Ассоциация маркера с заболеваниями

• Тендопатия ахиллова сухожилия

Общая информация об исследовании

Коллаген, главная макромолекула соединительной ткани, является наиболее распространенным белком в животном мире. Он обеспечивает внеклеточный каркас у всех многоклеточных организмов. В тканях человека существует несколько различных типов коллагена. Благодаря ему соединительная ткань прочная и эластичная.

Коллаген – внеклеточный белок, но он синтезируется в виде внутриклеточной молекулы предшественника (препроколлагена), которая трансформируется (процессинг) в проколлаген и далее в коллаген.

Наиболее характерная особенность коллагеновых молекул – это их трехспиральная структура. Каждая субъединица, или альфа-цепь, представляет собой левозакрученную спираль, у которой на виток приходится по три аминокислотных остатка. Три такие левые спирали закручиваются далее в правую суперспираль, и в результате формируется жесткая палочковидная молекула. Затем эти молекулы коллагена ассоциируются в фибриллы.

Основополагающую роль в фибриллогенезе играют коллагены 5-го типа. Они участвуют в регуляции сборки и роста коллагена 1-го типа – наиболее широко распространенного коллагена, который обнаруживается в самых различных тканях. Коллаген 5-го типа также является важным структурным компонентом сухожилий и других соединительных тканей.

В 3’-UTR (3’-нетранслируемом регионе) гена COL5A1, кодирующего белок – коллаген 5-го типа, располагаются регуляторные элементы – сайты связывания с микроРНК (регуляторными молекулами). Ген COL5A1 полиморфен, т. е. может быть представлен в виде двух вариантов – аллелей. Замена нуклеотида С на Т может происходить в области 3’-UTR гена COL5A1 в позиции 267, располагающейся в непосредственной близости с двумя предполагаемыми сайтами связывания с молекулами микроРНК. Данный участок ДНК называется генетическим маркером С267Т (или rs12722). Аллель гена Т получил название "менее гибкий", что характеризует состояние сухожилия человека, имеющего в генотипе аллель Т.

Обе копии гена COL5A1 обеспечивают нормальное формирование коллагеновых фибрилл. И полиморфизм гена, проявляющийся в однонуклеотидной замене, вносит лишь относительно небольшие изменения в стабильности мРНК COL5A1 в пределах нормальных физиологических колебаний (не патологических). Это может приводить к межиндивидуальной изменчивости фибриллогенеза, различиям в механических свойствах и восприимчивости опорно-двигательного аппарата к травмам мягких тканей, а также отличиям в гибкости и выносливости во время бега.

Однако наличие у человека аллеля Т ассоциировано с предрасположенностью к хронической тендопатии ахиллова сухожилия и разрывам передней крестообразной связки. Этот факт важен для выявления генетической предрасположенности к тендопатиям при активных тренировках.

Интерпретация результатов

Результаты исследования должны интерпретироваться врачом в комплексе с другими генетическими, анамнестическими, клиническими и лабораторными данными.

Важные замечания

Для данного маркера не существует понятия "норма" и "патология", т. к. исследуется полиморфизм гена.

Литература

• Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейерс, В. Родуэлл. Биохимия человека: В двух томах. Пер. с англ.: – М.: Мир, 1993.
• Gene Variants that Predispose to Achilles Tendon Injuries: An Update on Recent Advances Stuart M. Raleigh and Malcolm Collins, Published online 08, January, 2012, Achilles Tendon, Edited by Prof. Andrej Cretnik 
• September A. V. Variants within the COL5A1 gene are associated with Achilles tendinopathy in two populations / [A.V. September, J. Cook , C.J Handley et al.] // Br J Sports Med. – 2009. – V. 43. – P. 357. – 365. [PMID: 18443036]