name: Исследование вклада генетических факторов в вариабельность морфофункциональных характеристик мышечных волокон человека с помощью комбинации биоинформатических методов полногеномного ассоциативного анализа
keyword_list: Полногеномное ассоциативное исследование Морфофункциональные характеристики мышечных волокон Биоинформатический анализ Полнотранскриптомное ассоциативное исследование Моделирование полногеномных баллов
abstract: Среди современных методов генетического анализа важное место занимает полногеномное ассоциативное исследование. За последние годы этот метод позволил установить десятки тысяч генетических ассоциаций с тысячами различных признаков человека. Информативным дополнением к этому подходу является метод полнотранскриптомного ассоциативного исследования, который позволяет устанавливать связь наследственных признаков с изменением предсказанных уровней экспрессии генов. Большинство наследственных признаков человека ассоциированы с несколькими или значительным числом генетических вариантов. Для поиска взаимосвязи между изучаемым признаком и совокупным эффектом этих вариантов используется метод полногеномных баллов, который позволяет объединить эффекты отдельных генетических вариантов в единую меру. Все три метода могут проводиться с использованием единых входных генетических данных, полученных в ходе высокоплотного генотипирования. Это делает возможным их совместное применение при наличии таких данных, что позволяет более детально исследовать генетическую архитектуру изучаемых наследственных признаков. Особенную актуальность представляет совместное применение этих методов к сложным в изучении признакам, для анализа которых проблематично сформировать репрезентативные выборки достаточного объема. К такой категории относятся исследования морфофункциональных характеристик волокон скелетных мышц, для прямой оценки которых требуется проведение инвазивного биопсийного исследования. Соотношение мышечных волокон различного типа определяет потенциал к развитию выносливости, силовым характеристикам и часто определяет успешность в различных видах спортивной деятельности. Также установлена связь состава мышечных волокон и предрасположенности к ряду хронических заболеваний, в первую очередь – компонентам метаболического синдрома. Цель настоящего исследования – применение биоинформатического подхода, основанного на комбинации методов полногеномного и полнотранскриптомного ассоциативного анализа и моделирования полногеномных баллов, для анализа генетических факторов, детерминирующих морфофункциональные характеристики мышечных волокон человека. В ходе работы была сформирована группа испытуемых численностью 171 человек, для которых получены данные высокоплотного генотипирования, морфологических характеристик мышечных волокон, антропометрических измерений и биоимпендансного анализа. Итоговое количество генетических вариантов, доступных для полногеномных ассоциативных исследований, составило более 10 миллионов после этапов контроля качества, фазирования и импутации генотипов. Полногеномное ассоциативное исследование выявило ряд ассоциаций на уровне тенденции (p < 1e-5) с показателями соотношения волокон I и II типа и гипертрофии волокон в четырехглавой мышце бедра, а также ассоциации с полногеномной значимостью (p < 5e-8) для основного обмена. Полнотранскриптомное исследование ассоциации установило ассоциацию между относительной площадью мышечных волокон и генетическим компонентом регуляции экспрессии гена KDR. Применение метода моделирования полногеномных баллов показало значимую ассоциацию между совокупным эффектом генетических вариантов и процентной долей мышечных волокон. С использованием дополнительных независимых данных генотипирования был валидирован ряд установленных ассоциаций с морофофункциональными характеристиками мышечных волокон. Программный код для импутации генотипов и проведения полногеномного ассоциативного исследования организован в программный конвейер для возможности использования в дальнейших исследованиях.
chairman_dissertation_council.name: Всеволод
chairman_dissertation_council.surname: Макеев
chairman_dissertation_council.patronymic: Юрьевич
chairman_dissertation_council.position: заведующий лабораторией
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: E-8015-2013
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7005512136
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Виталий
organization_supervisor.surname: Баган
organization_supervisor.patronymic: Анатольевич
organization_supervisor.position: Проректор по научной работе
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 34.03.23
rubrics.name: Математическая биология и теоретическое моделирование биологических процессов. Биоинформатика
oecds.code: 01.06.MC
oecds.name: MATHEMATICAL & COMPUTATIONAL BIOLOGY
speciality_codes.name: Математическая биология, биоинформатика
speciality_codes.code: 03.01.09
supervisors.fio: Генерозов Э.В.
supervisors.scientific_degree: Кандидат биологических наук
supervisors.speciality_code: Молекулярная генетика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
protection_organization.short_name: МФТИ
protection_organization.name: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский  университет)"
protection_organization.ogrn: 1027739386135
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГБУ ФНКЦ ФХМ ФМБА РОССИИ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-КЛИНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ ФЕДЕРАЛЬНОГО МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО АГЕНТСТВА"
author_organization.ogrn: 1027739756428
author_organization.supervisor_name: ВАДИМ
author_organization.supervisor_surname: ГОВОРУН
author_organization.supervisor_patronymic: МАРКОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Федеральное медико-биологическое агентство
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения