vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RASvavilov-316Research ArticleСтатьиArticlesГЕНЫ, КОНТРОЛИРУЮЩИЕ ПИЩЕВОЕ ПОВЕДЕНИЕ И МАССУ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА, И ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И ГЕНОМНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИHUMAN GENES CONTROLLING FEEDING BEHAVIOR OR BODY MASS AND THEIR FUNCTIONAL AND GENOMIC CHARACTERISTICS: A REVIEWИгнатьеваЕ. В.IgnatievaE. V.eignat@bionet.nsc.ruАфонниковД. А.AfonnikovD. A.eignat@bionet.nsc.ruРогаевЕ. И.RogaevE. I.КолчановН. А.KolchanovN. A.eignat@bionet.nsc.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия Центр нейробиологии и нейрогенетики мозга, Новосибирск, Россия Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, РоссияРоссияInstitute of Cytology and Genetics SB RAS, Novosibirsk, Russia Center for Brain Neurobiology and Neurogenetics, Novosibirsk, Russia Novosibirsk National Research State University, Novosibirsk, RussiaRussian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, РоссияРоссияCenter for Brain Neurobiology and Neurogenetics, Novosibirsk, RussiaRussian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, РоссияРоссияInstitute of Cytology and Genetics SB RAS, Novosibirsk, Russia Novosibirsk National Research State University, Novosibirsk, RussiaRussian Federation201421012015184/2867875Copyright © Игнатьева Е.В., Афонников Д.А., Рогаев Е.И., Колчанов Н.А., 20152015Игнатьева Е.В., Афонников Д.А., Рогаев Е.И., Колчанов Н.А.Ignatieva E.V., Afonnikov D.A., Rogaev E.I., Kolchanov N.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/316

С целью систематизации информации о генах, участвующих в регуляции массы тела и пищевого поведения, была сформирована компиляция, включающая 424 гена, полученных (а) по данным из экспериментальных и обзорных статей, (б) из базы OMIM, (в) по данным мета-анализа экспериментов по полногеномному поиску ассоциаций. Четыре гена из компиляции (BDNF, MC4R, PCSK1, POMC) подтверждены всеми тремя источниками данных и рассматриваются как наиболее значимые в системе регуляции массы тела (приоритет 1). Выявлены группы, включающие 3 и 29 генов, подтвержденных двумя из трех источников данных (приоритет 2). Идентифицированы метаболические и сигнальные пути, участвующие в регуляции массы тела, которые можно считать потенциальными мишенями для фармакологических воздействий. Обнаружены районы хромосом человека, содержащие близкорасположенные гены из компиляции, содержащие в числе других гены, внесенные в компиляцию только по данным мета-анализа экспериментов по полногеномному поиску ассоциаций (ETV5, MIR148A, NFE2L3, TMEM160), что может помочь интерпретировать функции этих генов. К числу двенадцати генов из компиляции, наименее толерантных к мутациям, отнесены гены LRP1, LRP5, RAI1, FASN, LYST, RPTOR, DGKD, LRP1B, NCOA1, ADCY3.Компиляция может быть полезна как источник информации о генах-кандидатах, значимых для оценки риска развития ожирения и разработки фармакологических подходов к коррекции избыточной массы тела.

The goals of this study were to create a compilation of genes controlling human body weight and feeding behavior and to summarize functional and genomic information on these genes. Information on 424 human genes was obtained from scientific publications, OMIM and meta-analysis of GWAS data. Four genes (BDNF, MC4R, PCSK1, and POMC) were confirmed by all three data sources; thus, these genes have the highest priority (No. 1). Genes of other two groups (3 and 29 genes) were confirmed by two of three data sources; thus having priority No. 2. Pathways important for body mass regulation were revealed, and they may be candidate pharmacological targets for obesity treatment. Regions of human chromosomes containing closely located genes from the compilation were revealed. Some groups of closely located genes included genes (ETV5, MIR148A, NFE2L3, and TMEM160) confirmed by GWAS meta-analysis only. This finding may be helpful in the identification of their functions. Use of Residual Variation Intolerance Score (RVIS) revealed genes with decreased tolerance to functional genetic variation: LRP1, LRP5, RAI1, FASN, LYST, RPTOR, DGKD, LRP1B, NCOA1, and ADCY3. The compilation can be used in genotyping for pathology risk estimation and for designing new pharmacological approaches for treatment of human obesity.

пищевое поведениерегуляция массы телалокализация в генометолерантность к мутациямfeeding behaviorgenomic locationregulation of body masstolerance to functional genetic variationРНФ (проект № 14-24-00123)ReferencesBlakemore A.I., Froguel P. Investigation of Mendelian forms of obesity holds out the prospect of personalized medicine // Ann. N. Y. Acad. Sci. 2010. V. 1214. P. 180–189.Blakemore A.I., Froguel P. Investigation of Mendelian forms of obesity holds out the prospect of personalized medicine // Ann. N. Y. Acad. Sci. 2010. V. 1214. P. 180–189.Choi Y., Sims G.E., Murphy S. et al. Predicting the functional effect of amino acid substitutions and indels // PLoS One. 2012. V. 7. No. 10. P. e46688.Choi Y., Sims G.E., Murphy S. et al. Predicting the functional effect of amino acid substitutions and indels // PLoS One. 2012. V. 7. No. 10. P. e46688.Herrera B.M., Keildson S., Lindgren C.M. Genetics and epigenetics of obesity // Maturitas. 2011. V. 69. No. 1. P. 41–49.Herrera B.M., Keildson S., Lindgren C.M. Genetics and epigenetics of obesity // Maturitas. 2011. V. 69. No. 1. P. 41–49.Huang da W. et al. Systematic and integrative analysis of large gene lists using DAVID bioinformatics resources // Nat. Protoc. 2009. V. 4. No. 1. P. 44–57.Huang da W. et al. Systematic and integrative analysis of large gene lists using DAVID bioinformatics resources // Nat. Protoc. 2009. V. 4. No. 1. P. 44–57.Maniam J., Morris M.J. The link between stress and feeding behavior // Neuropharmacology. 2012. V. 63. No. 1. P. 97–110.Maniam J., Morris M.J. The link between stress and feeding behavior // Neuropharmacology. 2012. V. 63. No. 1. P. 97–110.Masoudi-Nejad A., Meshkin A., Haji-Eghrari B., Bidkhori G. Candidate gene prioritization // Mol. Genet. Genomics. 2012. V. 287. No. 9. P. 679–698.Masoudi-Nejad A., Meshkin A., Haji-Eghrari B., Bidkhori G. Candidate gene prioritization // Mol. Genet. Genomics. 2012. V. 287. No. 9. P. 679–698.Merkulova T.I., Ananko E.A., Ignat’eva E.V., Kolchanov N.A. Regulatory transcription codes in eukaryotic genomes // Genetika. 2013. V. 49. No. 1. P. 37–54.Merkulova T.I., Ananko E.A., Ignat’eva E.V., Kolchanov N.A. Regulatory transcription codes in eukaryotic genomes // Genetika. 2013. V. 49. No. 1. P. 37–54.Olszewski P.K., Cedernaes J., Olsson F. et al. Analysis of the network of feeding neuroregulators using the Allen Brain Atlas // Neurosci. Biobehav. Rev. 2008. V. 32. No. 5. P. 945–956.Olszewski P.K., Cedernaes J., Olsson F. et al. Analysis of the network of feeding neuroregulators using the Allen Brain Atlas // Neurosci. Biobehav. Rev. 2008. V. 32. No. 5. P. 945–956.Oshchepkov D.Y., Vityaev E.E., Grigorovich D.A., Ignatieva E.V., Khlebodarova T.M. SITECON: a tool for detecting conservative conformational and physicochemical properties in transcription factor binding site alignments and for site recognition // Nucleic Acids Res. 2004. V. 32. P. W208–W212.Oshchepkov D.Y., Vityaev E.E., Grigorovich D.A., Ignatieva E.V., Khlebodarova T.M. SITECON: a tool for detecting conservative conformational and physicochemical properties in transcription factor binding site alignments and for site recognition // Nucleic Acids Res. 2004. V. 32. P. W208–W212.Petrovski S. Wang Q., Heinzen E.L., Allen A.S., Goldstein D.B. Genic Intolerance to Functional Variation and the Interpretation of Personal Genomes // PLoS Genet. 2013. V. 9. No. 8. P. e1003709.Petrovski S. Wang Q., Heinzen E.L., Allen A.S., Goldstein D.B. Genic Intolerance to Functional Variation and the Interpretation of Personal Genomes // PLoS Genet. 2013. V. 9. No. 8. P. e1003709.Ponomarenko J.V., Merkulova T.I., Vasiliev G.V. et al. rSNP_Guide, a database system for analysis of transcription factor binding to target sequences: application to SNPs and site-directed mutations // Nucleic Acids Res. 2001. V. 29. No. 1. P. 312–316.Ponomarenko J.V., Merkulova T.I., Vasiliev G.V. et al. rSNP_Guide, a database system for analysis of transcription factor binding to target sequences: application to SNPs and site-directed mutations // Nucleic Acids Res. 2001. V. 29. No. 1. P. 312–316.Razin S.V., Gavrilov A.A., Pichugin A. et al. Transcription factories in the context of the nuclear and genome organization // Nucleic Acids Res. 2011. V. 39. No. 21. P. 9085–9092.Razin S.V., Gavrilov A.A., Pichugin A. et al. Transcription factories in the context of the nuclear and genome organization // Nucleic Acids Res. 2011. V. 39. No. 21. P. 9085–9092.Smedley D., Köhler S., Czeschik J.C. et al. Walking the interactome for candidate prioritization in exome sequencing studies of Mendelian diseases // Bioinformatics. 2014. V. 30. pii: btu508 ah.Smedley D., Köhler S., Czeschik J.C. et al. Walking the interactome for candidate prioritization in exome sequencing studies of Mendelian diseases // Bioinformatics. 2014. V. 30. pii: btu508 ah.Wang J., Lunyak V.V., Jordan I.K. Genome-wide prediction and analysis of human chromatin boundary elements // Nucleic Acids Res. 2012. V. 40. No. 2. P. 51–529.Wang J., Lunyak V.V., Jordan I.K. Genome-wide prediction and analysis of human chromatin boundary elements // Nucleic Acids Res. 2012. V. 40. No. 2. P. 51–529.Yeo G.S., Heisler L.K. Unraveling the brain regulation of appetite: lessons from genetics // Nat. Neurosci. 2012. V. 15. No. 10. P. 1343–1349.Yeo G.S., Heisler L.K. Unraveling the brain regulation of appetite: lessons from genetics // Nat. Neurosci. 2012. V. 15. No. 10. P. 1343–1349.Zegers D., Van Hul W., Van Gaal L.F., Beckers S. Monogenic and complex forms of obesity: insights from genetics reveal the leptin-melanocortin signaling pathway as a common player // Crit. Rev. Eukaryot. Gene Expr. 2012. V. 22. No. 4. P. 325–343.Zegers D., Van Hul W., Van Gaal L.F., Beckers S. Monogenic and complex forms of obesity: insights from genetics reveal the leptin-melanocortin signaling pathway as a common player // Crit. Rev. Eukaryot. Gene Expr. 2012. V. 22. No. 4. P. 325–343.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.