Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

• Авторы
• Файлы

Вознесенская В.В. Ключникова М.А. Родионова Е.И. Вознесенская А.Е.

Статья в формате PDF

253 KB

Семейство генов обонятельных рецепторов у млекопитающих является вторым после пула генов иммунной системы. При этом связь между конкретными генами обонятельных рецепторов и детекцией различных запаховых сигналов практически не исследована. Пороги обонятельной чувствительности к некоторым веществам сильно отличаются по величине у разных людей, достигая экстремальных значений при специфической аносмии, т.е. избирательном снижении или полной потере обонятельной чувствительности по отношению к отдельным запахам. Специфические аносмии предоставляют возможность связать обонятельную функцию с конкретными рецепторами и гена- ми [1]. Специфическая аносмия к летучему стероиду андростенону (5α-андрост-16-ен-3-он) детерминирована генетически. Однако фенотип динамичен. Ежедневные экспозиции приводят к индукции чувствительности [2, 3]. В качестве модельных одорантов нами были выбраны летучие стероиды, поскольку для целого ряда стероидов известна физиологическая роль в регуляции поведения человека. Для андростенона показана роль в инициации агрессивного поведения, как у мышей, так и у человека в определенном контексте [4]. Андростенон присутствует в кожных выделениях, в поте, моче, как у мужчин, так и у женщин, являясь естественным компоненом окружающей нас среды. Мы использовали генетическую модель специфической аносмии к андростенону [5]. Если функциональное значение андростенона у человека носит предположительный характер, то для домовой мыши есть основания предполагать, что этот стероид играет роль в регуляции социального поведения [6]. В основные задачи нашей работы входили оценка вариабельности в обонятельной чувствительности к летучим стероидам в популяции РФ и исследование хромосомной локализации генов, ответственных за детекцию летучих стероидов с использованием генетической модели на животных. Для исследования чувствительности к андростенону испытуемым предлагали понюхать 2 идентичные стеклянных пробирки, одна из которых содержала 3 мл 3,13∙10^-3 % раствора андростенона (Sigma) в минеральном масле (Sigma), а другая - 3 мл минерального масла. Испытуемые должны были ответить на вопросы о наличии запаха и его характере, интенсивности, а также заполнить стандартную анкету, включающую вопросы о поле, возрасте, национальности, использовании парфюмерии, курении, заболеваниях дыхательных путей, собственной оценке обоняния и др. В экспериментах на животных использовали мышей линий CBA/J и NZB/B1NJ, полученных от скрещивания этих линий реципрокных гибридов F1 (♀CBA X ♂NZB и ♀NZB X ♂CBA) и, соответственно, реципрокных гибридов F2 четырех типов. Пороги чувствительности к андростенону определялись в тесте с положительным пищевым подкреплением. Был проведен анализ ассоциаций между фенотипами (чувствительностью к андростенону) и ДНК-мар- керами (99 микросателлитных, 41 SNP), выявлены эпистатические взаимодействия между маркерами, оказывающие влияние на проявление признака, поиск генов, локализованных в областях обнаруженных локусов. Анализ ассоциаций между отдельными фенотипами и ДНК-маркерами у гибридов 2-го поколения от скрещивания NZBxCBA проводили при помощи алгоритмов, включенных в пакет анализа R/QTL версии 1.10-27 [7]. Пороги для представления достоверных сцеплений вычисляли для всего генома при помощи пермутационных тестов [8]. Для оценки вариабельности в обонятельной чувствительности человека к летучим стероидам был использовано более 860 испытуемых, жителей европейской части РФ (59,1 % женщин и 40,9 % мужчин). Средний возраст составил 31,4 ± 0,6 лет. Специфическая аносмия к андростенону выявлена у 48,8 % испытуемых. Доля испытуемых со специфической аносмией не различалась достоверно в различных половозрастных группах. Анализ данных по восприятию интенсивности указывает на то, что женщины более чувствительны к андростенону, поскольку они достоверно чаще, чем мужчины, определяют этот запах как сильный. Восприятие интенсивности запаха андростенона у чувствительных испытуемых зависит и от возраста. Так, например, у мужчин, но не у женщин, с возрастом снижается доля воспринимающих запах андростенона как сильный. Между такими характеристиками запаха андростенона как его интенсивность и гедоническая оценка мы наблюдали отрицательную корреляционную связь (R = -0,41, p < 0,01). В ряду исследованных нами факторов представляет интерес вероятная связь между обонятельной чувствительностью к андростенону и частотой использования испытуемыми парфюмерной продукции. Чувствительные к андростенону испытуемые, которые отметили, что используют парфюмерию только иногда, реже характеризовали этот запах как сильный (16.9 %) , в отличие от тех, кто пользуется парфюмерией часто (26,3 %, p = 0,057, тест χ²). Для исследования генетических основ специфической аносмии к стероидам мы использовали метод картировнаия локусов количественных признаков (QTL-анализ). При анализе признака чувствительности к андростенону у всей выборки гибридов F2 (n = 119) при простом сканировании генома в модели с одиночным QTL были выявлены предположительные (p < 0,63) локусы, контролирующие чувствительность к андростенону на 2 (rs3023694), 12 (rs3684371) и 17 (rs3675244) хромосомах. Эти 3 локуса аддитивно объясняют 25 % фенотипической вариабельности. При анализе, выполненном для отдельных групп животных с включением ковариат, помимо ряда предположительных локусов, был обнаружен достоверный (p < 0,05) локус на 10 хромосоме (D10Mit14) у самцов, объясняющий распределение порогов внутри групп малочувствительных и высокочувствительных животных, а также достоверное эпистатическое взаимодействие между маркерами на 2 хромосоме (D2Mit266) и X хромосоме (rs3723498) у самок (LODfull p < 0,05, LODint p < 0,05). При поиске в областях, найденных нами при сканировании генома, обнаружены обонятельные рецепторы на 2, 11, 10, 1 и X хромосомах мыши. Таким образом, нами была впервые исследована вариабельность в обонятельной чувствительности к летучим стероидам в популяции РФ, описаны полигенный характер наследования этого признака и предположительные локусы, контролирующие этот признак, описан достоверный локус на 10-й хромосоме, частично объясняющий чувствительность к этому стероиду.

1. Keller A., Zhuang H., Chi Q., Vosshall L.B., Matsunami H. Genetic variation in a human odorant receptor alters odour perception // Nature. - 2007. - Vol. 449, №7161. - P. 468-472.
2. Wysocki C.J., Dorries K.M., Beauchamp G.K. Ability to perceive androstenone can be acquired by ostensibly anosmic people // PNAS. - 1989. - Vol. 86, № 20. - P. 79767978.
3. Voznessenskaya V.V., Wysocki C.J. Exposure of mice to androstenone induces behavioral sensitivity to androstenone // Chem. Senses. - 1994. - Vol. 19, № 5. - P. 648-649
4. Pause B.M. Are androgen steroids acting as pheromones in humans? // Physiol. Behav. - 2004. - Vol. 83, №1. - P. 21-29.
5. Voznessenskaya V.V., Parfyonova V.M., Wysocki C.J. Induced olfactory sensitivity in rodents: a general phenomenon // Adv. Biosci. - 1995. - Vol. 93. - P. 399-406.
6. Voznessenskaya V.V., Klyuchnikova M.A., Wysocki C.J. Roles of the main olfactory and vomeronasal systems in the detection of androstenone in inbred straines of mice // Current Zoology. - 2010. - Vol. 56, №6. - P. 813-818.
7. Broman K.W., Wu H.,Sen S., Churchill G.A. R/qtl: QTL mapping in experimental crosses // Bioinformatics. - 2003. - Vol. 19, №7. - P. 889-890.
8. Churchill G.A., Doerge R.W. Empirical threshold values for quantitative trait mapping // Genetics. - 1994. - Vol. 138, № 3. - P. 963-971.

Библиографическая ссылка