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        NNMT基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)分析

        2017-05-30 07:27:24邱禮強(qiáng)廖上桂
        體育風(fēng)尚 2017年10期
        關(guān)鍵詞:運(yùn)動(dòng)能力關(guān)聯(lián)

        邱禮強(qiáng) 廖上桂

        摘要:隨著生物信息技術(shù)的發(fā)展,基因工程技術(shù)被廣泛運(yùn)用于運(yùn)動(dòng)員選材中,被相關(guān)研究人員所關(guān)注與重視。文章以分析煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)為研究目的,選取了700名年齡段在18~21歲的漢族男性為研究對象,通過測試他們的一千米跑步成績,并結(jié)合所選取的標(biāo)簽單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)進(jìn)行分析,總結(jié)煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)性。

        關(guān)鍵詞:NNMT基因多態(tài)性;運(yùn)動(dòng)能力;關(guān)聯(lián)

        一、煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)簡介

        近年來,越來越多的體育科研相關(guān)工作者開始關(guān)注基因變化對運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力所造成的影響,并進(jìn)行了許多關(guān)于基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力方面的研究,煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)也逐漸成為了體育科研相關(guān)人員的重點(diǎn)研究對象[1]。

        煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)是人體中重要的甲基化酶,能夠參與肝組織的解毒反應(yīng),在肝臟中具有較高的活性,同時(shí)在心、腦、骨骼肌、腎、肺等多個(gè)器官組織中均有表現(xiàn)。NNMT的生理作用是以S-腺苷甲硫氨酸為甲基供體,經(jīng)過催化的作用,形成煙酰胺的甲基化,進(jìn)而生成甲基煙氨酸。因?yàn)樗且訬AD+的方式,直接參加糖、脂肪、蛋白質(zhì)這三大能量物質(zhì)的代謝過程,它的表現(xiàn)水平會(huì)對有機(jī)的能量代謝,產(chǎn)生重要的作用和影響。通過一系列的研究表明,它的甲基化速率與和身體成分的新陳代謝,有著一定的關(guān)聯(lián)性。同時(shí),煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)因其能夠參與眾多藥物與外源性化合物的生物轉(zhuǎn)化,是腫瘤疾病相關(guān)研究人員的重點(diǎn)研究對象之一,被廣泛應(yīng)用于腫瘤及代謝相關(guān)性疾病的治療中,發(fā)揮著重要的作用[2]。

        二、煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)研究

        (一)研究對象

        研究選取了來自全國不同省份或直轄市的身體健康,非體育專業(yè)的且沒有受到過專門的體育訓(xùn)練的700名普通男性學(xué)生,年齡在18~21歲之間,身高在172~178cm之間,體重在65~77kg之間,且所有參與研究的男性學(xué)生均為漢族。

        (二)儀器的選取

        研究主要選取的實(shí)驗(yàn)儀器有:Norwalk,CT.06859 USA生產(chǎn)的型號為MJ PTC-200以及Gene Amp PCR system 9600的PCR儀、上海復(fù)日科技有限公司生產(chǎn)的型號為FR-200A的全自動(dòng)紫外與可見分析裝置與生物電泳圖像分析系統(tǒng)、北京君意東方電泳設(shè)備有限公司生產(chǎn)的型號為JY600+的電泳儀、ABI生產(chǎn)的型號為PRISM 3730的測序儀,以及-80°冰箱一臺。

        (三)研究方法

        首先,讓700名參與研究的男性學(xué)生進(jìn)行1000米與50米跑步測試,并記錄跑步成績,將跑步成績按照名次的前后進(jìn)行排序,分別分為1000米較好組、1000米對照組、50米較好組、50米對照組。1000較好組中成員為1000米跑步成績排名中前25%,1000米對照組中成員為1000米跑步成績排名的前25%~75%中隨機(jī)抽取的119名,75%以后的成績較差的學(xué)生被淘汰,50米較好組與對照組與1000米較好組與對照組的分組方法相同。經(jīng)過統(tǒng)計(jì),1000米較好組中成員的1000米跑步時(shí)間為220.33秒~235.34秒,1000米對照組中成員的1000米跑步時(shí)間為266.21秒~290.11秒,50米較好組中成員的50米跑步時(shí)間為6.45秒~7.21秒,50米對照組中成員的50米跑步時(shí)間為7.30秒~7.90秒。最終確認(rèn)CC112人,GG116人,CG119人,CC+GG118人,CC+CC120人,GG + CG115人。

        運(yùn)用基因多態(tài)性研究的常見方法,通過千人基因組計(jì)劃數(shù)據(jù)庫查詢,獲取CHS與CHB的煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因的單核苷酸多態(tài)性數(shù)據(jù),并進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選,將最小等位基因頻率大于0.05的單核苷酸多態(tài)性數(shù)據(jù)制成連鎖不平衡圖譜,通過圖譜中的數(shù)據(jù)對比選取每個(gè)單倍域中r2≥0.8,同時(shí)LOD>3的單核苷酸多態(tài)性數(shù)據(jù),并將其中r2最大的單核苷酸多態(tài)性作為單倍域標(biāo)簽單核苷酸多態(tài)性。最終共選取的19個(gè)標(biāo)簽單核苷酸多態(tài)性作為研究的基因性分析目標(biāo)位點(diǎn),大體上能夠反應(yīng)漢族煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因的DNA序列中所有的單核苷酸多態(tài)性信息。

        對單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)的基因型進(jìn)行檢測,通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行含有待檢測突變位點(diǎn)基因片段的獲取,再進(jìn)行連接酶檢測反應(yīng),識別基因多態(tài)性位點(diǎn),并根據(jù)測序儀電泳獲取檢測結(jié)果。多重聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與多重連接酶檢測反應(yīng)具體數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

        對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并利用心肺功能分析儀測試,通過二次負(fù)荷跑臺運(yùn)動(dòng)法相對最大攝氧量,運(yùn)用X-SCAN PLUS體成分分析儀測試身體成分,以得到參與研究人員身體肌肉比與肌肉發(fā)達(dá)程度,最終利用相關(guān)的軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。

        (四)研究結(jié)果與分析

        在1000米較好組與1000米對照組的基因型與等位基因頻率分布比較中發(fā)現(xiàn),rs2256292是唯一與運(yùn)動(dòng)能力關(guān)聯(lián)顯著的煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT),通過對1000米跑步成績進(jìn)行對比得知,運(yùn)動(dòng)能力由好到差排序?yàn)镃C>GG>CG,且CC+CG與CG之間存在顯著差異(P<0.05),由此可明顯地看出rs2256292位點(diǎn)與1000米的運(yùn)動(dòng)能力之間具有關(guān)聯(lián)性。rs2256292不同基因型的1000米跑步測試成績對比表如表3所示。

        然而,研究中并沒有找到與50米的運(yùn)動(dòng)能力顯著關(guān)聯(lián)的單核苷酸多態(tài)性位,出現(xiàn)這種情況的原因可能是因?yàn)闊燉0種-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因?qū)τ跈C(jī)體具有較強(qiáng)的有氧代謝調(diào)控作用。由于煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因有轉(zhuǎn)移SAM甲基的生理作用,能夠催化Nam的甲基化并產(chǎn)生NAD+的前提物質(zhì)Me-Nam,而Nad+作為機(jī)體能量代謝的關(guān)鍵輔酶,能夠直接參與有氧氧化的全過程,當(dāng)Nam甲基化對其水平造成影響時(shí),會(huì)導(dǎo)致機(jī)體的能量代謝受到影響。另外,SAM除了作為煙酰胺的甲基供體,還是DNA發(fā)生甲基化時(shí)的甲基主要提供者,當(dāng)煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因水平出現(xiàn)變化時(shí),也會(huì)對多種蛋白的基因表達(dá)造成影響。由此可見,煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因多態(tài)性對1000米跑步運(yùn)動(dòng)能力的影響較為明顯,而對50m跑步運(yùn)動(dòng)能力的影響較小,其中rs2256292變異而造成的相對最大攝氧量以及身體成分變化時(shí)影響1000米運(yùn)動(dòng)能力的重要因素。

        三、總結(jié)

        綜上所述,通過對700名普通男性學(xué)生測試1000米與500米跑步能力,并進(jìn)行基因多態(tài)性研究發(fā)現(xiàn),煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)性中,對1000米運(yùn)動(dòng)能力有顯著的關(guān)聯(lián),并很可能是由于rs2256292變異所發(fā)生變化導(dǎo)致。文榮等人指出NNMT參加了脂肪酸的代謝過程及ATP的合成;Parsongs等人,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)帕金森病人的腦神經(jīng)細(xì)胞之中,NNMT的表現(xiàn)顯著上升,而且ATP的合成與ATP/ADP的比例,發(fā)生了顯著的變化。由此可見,對煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶的研究,便顯得尤為重要。為此文章對NNMT基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了深入分析,但因研究不夠全面,需要相關(guān)的研究人員共同探索,使該領(lǐng)域的研究前景更加廣闊。

        參考文獻(xiàn):

        [1]楊若愚,王予彬,沈勛章,等.基因多態(tài)性與杰出運(yùn)動(dòng)能力[J].中國組織工程研究,2014,18(07):1121-1128.

        [2]陳偉.煙酰胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶(NNMT)基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)聯(lián)研究[D].江西師范大學(xué),2016.

        (作者單位:豫章師范學(xué)院)

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