Molekulare Evolution der metabolisch relevanten Gene MTNR1B (Melatoninrezeptor 1B) und FTO (Fat Mass and Obesity Associated)
Die hier vorliegende Arbeit zeigt die molekulare Evolution des Melatoninrezeptor 1 B-Gens (MTNR1B) und des Fat Mass and Obesity Associated-Gens (FTO). Für beide Gene wurden in genomweiten Assoziationsstudien (GWAS) Varianten entdeckt, welche zu der Entwicklung einer Adipositas bzw. deren Folgeerkran...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | |
| Format: | Doctoral Thesis |
| Language: | German English |
| Published: |
Universitätsbibliothek Leipzig
2013
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| Subjects: | |
| Online Access: | http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-104580 http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-104580 http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/10458/Dissertation%20Kerstin%20Dietrich.pdf |
| Summary: | Die hier vorliegende Arbeit zeigt die molekulare Evolution des Melatoninrezeptor 1 B-Gens (MTNR1B) und des Fat Mass and Obesity Associated-Gens (FTO). Für beide Gene wurden in genomweiten Assoziationsstudien (GWAS) Varianten entdeckt, welche zu der Entwicklung einer Adipositas bzw. deren Folgeerkrankungen beitragen können. So wurde für Einzelbasenaustausche (SNPs) im MTNR1B (rs10830963, rs4753426) eine Verschlechterung der Nüchternglukose sowie der Insulinausschüttung gezeigt. Zudem wurde für die Allelfrequenz des rs4753426 C-Allels ein Zusammenhang mit der täglichen Sonnenscheindauer beschrieben. Im FTO wurde eine (tagging) Variante im ersten Intron identifiziert (rs9939609), welche einen erhöhten Körpermasseindex (BMI) zu vermitteln scheint und robust repliziert werden konnte. Zusätzlich konnte in den Sorben, einer in der Lausitz ansässigen Volksgruppe, eine Variante im dritten Intron (rs17818902) beschrieben werden, die ein zusätzliches, stärkeres Assoziationssignal mit einem erhöhten BMI zeigte.
Dies führte zu der Fragestellung, ob MTNR1B und FTO einer Konservierung unterlegen sind. Zudem interessierten populationsspezifische Unterschiede, um die Untersuchungen in den Kontext der Hypothese des sparsamen Genotyps stellen zu können. Demnach haben Individuen mit einer genetischen Veranlagung, die ihnen eine effizientere Energiespeicherung ermöglicht, zu Zeiten von Nahrungsmangel einen Fitness-Vorteil gegenüber Nicht-Trägern. Die Konservierung zwischen den Spezies wurde mit Phylogenetic Analysis by Maximum Likelihood (PAML) betrachtet, eine Analyse die auf dem Verhältnis von nichtsynonymen zu synonymen Basenaustauschen innerhalb einer kodierenden Sequenz beruht. Die Selektion innerhalb bzw. zwischen menschlichen Populationen wurde anhand verschiedener populationsgenetischer Variablen näher beleuchtet.
Sowohl für MTNR1B als auch für FTO konnte gezeigt werden, dass sie über die betrachteten Spezies im Durchschnitt stark oder sehr stark konserviert sind, was die physiologische Relevanz dieser Gene untermauert. Für MTNR1B zeigte sich zudem, dass es auf dem Ast zum Menschen nicht konserviert, sondern positiv selektioniert ist. Dies kann als Anzeichen für durch die Umwelt bedingte Einflüsse gedeutet werden. Essentielle Residuen des Rezeptors sind jedoch auch hier hochgradig konserviert. Die populationsgenetischen Variablen implizieren bei beiden Genen eine nicht-neutrale Selektion. Während sich beim MTNR1B insbesondere populationsspezifische Unterschiede anhand des Fixierungsindex Fst zeigten, konnten für FTO marginal signifikante Korrelationen zwischen der Konservierung der Haplotypen und der Stärke der Assoziation mit BMI in den Sorben gezeigt werden. Für beide Gene kann die Hypothese des sparsamen Genotyps nicht prinzipiell ausgeschlossen werden, allerdings sind weitere Untersuchungen diesbezüglich von Nöten. |
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