Проколлаген а-1 (COL1A1). Выявление мутации G1245T

Маркер связан с особенностями структуры коллагена. Исследуется для выявления плотности и минерализации костной ткани, генетической предрасположенности к переломам костей.

Название гена – COL1A1

OMIM –  120150

Локализация гена на хромосоме – 17q21.33

Функция гена

Ген COL1A1 кодирует белок альфа-1 цепи коллагена I типа.

Генетический маркер G1245T

Участок ДНК в регуляторной области гена COL1A1 в позиции 1245, в которой происходит замена гуанина (G) на тимин (Т), называется генетическим маркером G1245T.

Возможные генотипы

• G/G
• G/T
• T/T

Частота встречаемости в популяции

Частота встречаемости аллеля Т в европейской популяции составляет 20 %.

Описание

Коллаген, главная макромолекула соединительной ткани, является наиболее распространенным белком в животном мире. Он формирует внеклеточный каркас у всех многоклеточных организмов. В тканях человека существует несколько различных типов коллагена. Коллаген обеспечивает соединительной ткани прочность и эластичность.

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. В результате формируется жесткая палочковидная молекула. Затем эти молекулы коллагена объединяются в фибриллы, которые входят в состав межклеточного матрикса и соединительных тканей.

Коллагена I типа – наиболее широко распространенный коллаген, который является важным структурным компонентом сухожилий и других соединительных тканей. Ген COL1А1 кодирует белок альфа-1 цепи коллагена I типа и является потенциально значимым в формировании генетической предрасположенности к остеопорозу и хрупкости костей с риском переломов.

Наибольший интерес представляет исследование генетического маркера COL1A1, который связан Sp1-сайтом связывания в 1-м интроне ( 1245 G>T). Участок ДНК в регуляторной области гена COL1A1 в позиции 1245, в которой гуанин (G) замещается на тимин (Т), называется генетическим маркером G1245T. Аллель гена Т также обозначается как s, а аллель G – S.

В результате замещения меняется характер транскрипции гена и нарушается нормальное соотношение цепей коллагена, что приводит к нарушению структуры волокна.

Патогенез переломов костей при остеопорозе ассоциирован со многими факторами – генетическими, экологическими, биомеханическими, – а также может быть связан с хроническими заболеваниями и с гормональным фоном. Полиморфизм гена COL1A1 ассоциирован с минеральной плотностью костной ткани и с хрупкостью костей. Наличие в генотипе аллеля Т (s) связано со снижением минеральной плотности костей, повышенной вероятностью развития остеопороза и переломов костей, а также с растяжением связок при активных тренировках.

Выявление генетического маркера G1245T поможет врачу подобрать терапию для пациента с остеопорозом во избежание переломов костей в будущем. Здоровым людям тест поможет выявить предрасположенность к остеопорозу и вовремя принять профилактические меры.

Интерпретация результатов

• G/G – генотип, не ассоциированный с остеопорозом
• G/T – генотип, ассоциированный с повышенным риском развития остеопороза
• T/T – генотип, ассоциированный с высоким риском развития остеопороза

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 2-х томах. Пер. с англ.: – М.: Мир, 1993.
• Jin, H., van't Hof, R. J., Albagha, O. M. E., Ralston, S. H. Promoter and intron 1 polymorphisms of COL1A1 interact to regulate transcription and susceptibility to osteoporosis. Hum. Molec. Genet. 18: 2729-2738, 2009. [PubMed: 19429913].