Исследователи из Института общей патологии и патофизиологии, Национального медицинского исследовательского центра кардиологии, Южного федерального университета и Инновационного центра «Сколково» изучили, как состав ДНК митохондрий влияет на вероятность развития ряда сердечно-сосудистых заболеваний. Они обнаружили 11 вариантов мутаций, связанных с ростом риска атеросклероза, и три варианта, ассоциируемых с повышенной или, наоборот, пониженной вероятностью инфаркта миокарда. Авторы надеются, что полученные ими данные облегчат раннюю диагностику инфаркта либо помогут создать новые экспериментальные модели этого заболевания. Научная статья опубликована в журнале Disease Markers. Исследование поддержано грантом РНФ.

Для исследования привлекли 225 пациентов с инфарктом миокарда и 239 человек без сердечно-сосудистых заболеваний. Все они были пациентами университетской клиники МГУ или Исследовательского комплекса кардиологии Министерства здравоохранения РФ. Хотя состав испытуемых был подобран случайно, в первой группе преобладали мужчины, во второй — женщины. Кроме того, средний возраст участников исследования без сердечно-сосудистых заболеваний был на 13 лет меньше.

Образцы ДНК митохондрий (эти органоиды имеют свою собственную кольцевую молекулу ДНК, по набору генов отличающуюся от хромосом ядра) извлекали из лейкоцитов крови испытуемых. Далее небольшие фрагменты этой ДНК «размножали» с помощью полимеразной цепной реакции и последовательность нуклеотидов в них определяли путем пиросеквенирования.

Прежде всего ученых интересовали гены, связь мутаций которых с образованием атеросклеротических бляшек они уже показали в предыдущих исследованиях. Эти гены и прочитывали с помощью пиросеквенирования. В них ранее обнаружили 11 вариантов замен, вставок и выпадений отдельных нуклеотидов. Встречаемость таких изменений состава генов (они называются однонуклеотидными полиморфизмами) митохондрий сравнили у пациентов с инфарктом миокарда и атеросклерозом и у членов контрольной группы.

Из всех изученных однонуклеотидных полиморфизмов два оказались связанными с пониженным риском развития инфаркта миокарда и один — с повышенным (они в два и более раза чаще встречаются в контрольной группе и группе больных инфарктом соответственно). Важно отметить, что однонуклеотидными полиморфизмами обычно называют варианты строения генов, встречающиеся с частотой больше одного процента и не всегда связанные с заболеваниями. Мутации же более редкое явление — они появляются меньше чем в одном проценте случаев. Однако, поскольку ученые в данном случае искали именно полиморфизмы, ассоциированные с патологиями, в своей статье они называют их мутациями, несмотря на частоту появлений.

Интересно, что участок ДНК, в котором обнаружили генетический фактор риска инфаркта, кодирует один из белков, необходимых митохондриям для получения энергии. Видимо, мутация в нем снижает энергоэффективность волокон сердечной мышцы, из-за чего они более чувствительны к нарушениям питания из-за ишемической болезни, чем в норме. А однонуклеотидные полиморфизмы, предположительно защищающие сердце от инфаркта, в предыдущих работах других авторов связывали с массой патологических состояний: мышечной слабостью, наличием белка миоглобина в моче и т.п. Пока этому факту нет объяснения.

Инфаркт миокарда — это одно из клинических проявлений ишемической болезни сердца. При ней питание волокон в составе сердечной мышцы нарушается, так как просвет сосудов, несущих кровь к этому органу, сужается по причине их заполнения атеросклеротическими бляшками. Из-за нехватки питания часть мышечных волокон сердца погибает и частично замещается клетками соединительной ткани. Фактически на сердце образуется рубец — участок, не способный к сокращению. В итоге он нарушает работу всего органа. Однако атеросклероз сосудов не всегда приводит к развитию инфаркта, и по состоянию больного атеросклерозом нельзя однозначно определить, будет у него инфаркт или нет. На данный момент надежных методов ранней диагностики инфаркта миокарда и генетической предрасположенности к нему не существует. Авторы исследования выражают надежду на то, что полученные ими данные помогут в разработке таких методов.

Ранее были известны лишь факторы риска инфаркта миокарда, связанные с образом жизни: избыточный вес, малоподвижный образ жизни и курение. Описанная работа показывает, что помимо внешних факторов есть и внутренние — генетические, притом связанные не с ДНК ядра, а с геномом митохондрий. Следующий интересный вопрос — как влияют друг на друга эти два типа факторов риска.

Похожие новости

  • 10/03/2017

    Российские ученые разработали новое вещество против вируса гриппа на основе природных соединений

    ​Ученые из Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и Научно-исследовательского института гриппа в Санкт-Петербурге разработали новый продукт широкого спектра противовирусной активности, в основе которого лежат природные соединения: терпены и терпеноиды.
    2000
  • 14/04/2017

    Российские ученые приблизились к разгадке механизма выработки лечебных белков

    ​Ученые ТГУ и МГУ выявили механизмы, которые играют главную роль в продукции миокинов - белков, обладающих противовоспалительным действием. Полученные данные помогут активизировать выработку в организме веществ, снижающих уровень воспалительных процессов.
    764
  • 03/06/2016

    Экспедиция ТюмГУ продолжает исследования в томской тайге

    ​Исследователи Тюменского государственного университета - акарологи и энтомологи - продолжают обследование хвойных лесов Сибири на предмет поражения деревьев опасными вредителями - жуками-короедами.  Из последних особую опасность представляет уссурийский полиграф, широко распространившийся в Сибири и Европейской части России и приведший к масштабной гибели ценнейших деревьев - пихт.
    1473
  • 29/12/2017

    Ученые разработали алгоритм для ДНК-оригами

    Международный коллектив российских и американских ученых предложил алгоритм компьютерного моделирования сложенных из ДНК трехмерных конструкций. Такие нанороботы могут использоваться в электронике и медицине, например, для доставки лекарств.
    585
  • 05/04/2017

    Байкальские водоросли вошли в крупнейшую коллекцию живых водорослей и в банк геномной ДНК

    ​Ученые из Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН совместно с коллегами из США создали одну из крупнейших коллекций разнообразных культур живых водорослей и банк геномной ДНК, содержащий более двух тысяч образцов, которые могут использоваться для поиска организмов, необходимых в биотехнологии и создании биотоплива.
    1680
  • 23/07/2018

    Магнитные нанодиски улучшат качество томографии

    Ученые России и США разработали магнитные наноструктуры, регистрируемые индукционными методами с рекордной чувствительностью в организме лабораторных животных in vivo.  Полученные магнитные микродиски позволят увеличить чувствительность и информативность различных методов визуализации органов и тканей, таких как магнитно-резонансная томография, MPQ и MPI (magnetic particle imaging).
    327
  • 26/07/2018

    Антитела из полимеров позволят эффективно уничтожать раковые клетки

    ​Международная группа исследователей под руководством Николая Барлева, заведующего Лабораторией клеточного сигналинга МФТИ, показала принципиальную возможность создания нового класса противоопухолевых препаратов на основе nanoMIP - «пластиковых антител».
    278
  • 09/08/2016

    Российские и американские ученые нашли способ победить вирус африканской чумы свиней

    ​Российские ученые в сотрудничестве с коллегами из США (Университет Иллинойса, Университет Коннектикута, Университет Небраски) изучили гены, кодирующие белки вируса африканской чумы свиней, и впервые получили антигены, стимулирующие иммунную систему животных и нейтрализующую действие вируса.
    1205
  • 25/07/2018

    ТюмГУ и Университет Северной Аризоны создадут совместную научную лабораторию

    ​В ТюмГУ побывала делегация из Университета Северной Аризоны (г. Флагстафф, США) во главе с заместителем проректора по глобальным инициативам Дэниелом Палмом.  По итогам переговоров с ректором ТюмГУ Валерием Фальковым была согласована разработка совместного исследовательского проекта по биобезопасности лесов, что включает в себя создание новой «зеркальной» научной лаборатории, академические стажировки в США магистрантов программы «Биобезопасность растений» нового института ТюмГУ – X-BIO и стажировки американских студентов в X-BIO, научное соруководство диссертациями аспирантов и, в перспективе, разработку программ двойных дипломов.
    243
  • 08/08/2017

    Ученые установили, что древние жители Алтая выращивали гигантских овец

    Ученые из Алтайского государственного университета (АлтГУ) совместно со специалистами из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН подготовили и осуществили палеогенетические исследования костных останков овец, обнаруженных на юге Западной Сибири при раскопках археологических памятников, которые датируются с помощью радиоуглеродного метода второй половиной III – началом II тыс.
    1172