Variasi Gen N-asetiltransferase 2 pada sebuah populasi Romania dan Kyrgyz

Abstrak

Sebagai bagian dari sebuah proyek tentang bencana lingkungan pada populasi minoritas, penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi perbedaan urutan (sekuensi) N-asetiltransferase 2 (NAT2) sebagai sebuah gen kerentanan metabolik pada etnisitias yang belum dieksplorasi. Sebanyak delapan polimorfisme nukleotida tunggal (SNP) dalam area pengkodean NAT2 dan sebuah varian dalam area apitan 3' dianalisis pada 290 penduduk Kyrgyz yang tidak bertalian keluarga dan 140 penduduk Romania yang tidak bertalian keluarga dengan menggunakan analisis PCR yang spesifik-SNP. Varian 341C, 481T, dan 803G lebih kecil dan 857A lebih prevalen pada penduduk Kyrgyz (P < 0,0001). Varian pada tempat 857 mengindikasikan keturunan Asia. 282C>T dan 590G>A menunjukkan tidak ada variasi signifikan menurut etnisitas. 364G>A dan 411A>& berubah menjadi monomorfis. Perbandingan database dari frekuensi alel kecil NAT2 mendukung penduduk Romania sebagai ras Kaukasoid dan Kyrgyz berada di antara ras Kaukasoid dan Asia Timur. Distribusi haplotipe yang diprediksikan berbeda signifikan antara kedua etnisitias dimana Kyrgyz menunjukkan keanekaragaman genetik yang lebih tinggi. Haplotipe tanpa mutasi lebih umum pada Kyrgyz (40,,1% pada Kyrgyz, 29,3 pada Romania). Demikian juga, fenotip acetylator yang berhubungan sedikit lebih kurang prevalen pada Kyrgyz (35,2% versus 51,4 pada Romania). Dalam penelitianini ditemukan perbedaan etnis yang mencolok pada genotip-genotip NAT2 dengan efek yang belum diketahui terhadap risiko kesehatan untuk keterpaparan lingkungan atau tempat kerja pada populasi minoritas.

Pendahuluan
   
Peranan gen-gen kerentanan dalam perkembangan penyakit kronis merupakan sebuah isu penting dalam kedokteran lingkungan dan kerja. Arylamin N-asetiltransferase 2 (NAT2) mengkatalisis adisi gugus asetil dari asetil-KoA ke sebuah nitrogen terminal pada substrat. NAT2 merupakan sebuah gen dengan area pengkodean 870-bp yang dipetakan pada kromosom 8p22. Dalam penelitian ini dilaporkan variasi genetik dari NAT2 pada sebuah populasi Eropa (Rumania) dan Asia-Tengah (Kyrgyz) yang dianalisis sebagai bagian dari sebuah proyek yang didanai oleh Komisi Eropa.

Bahan dan Metode
   
Populasi penelitian. Subjek-subjek yang tidak memiliki pertalian keluarga dipilih untuk analisis varian gen NAT2 dari dua survei populasi IRCLY. Genotip NAT2 diperoleh dari seluruh sampel darah yang dikumpulkan dengan izin tertulis. Penelitian ini disetujui oleh Komite Etis Akademi Kedokteran Kyrgyz dan oleh Menteri Kesehatan Rumania. Secara keseluruhan, 140 subjek Rumania dan 290 subjek Kyrgyz dimasukkan dalam penelitian ini.
   
Penentuan genotip varian NAT2. DNA genomik dari sampel darah yang dibekukan dipersipkan di Pusat Hematologi Kyrgyz dan Institut Kesehatan Publik Rumania menggunakan QIAamp DNA Blood Maxi Kit menurut protokol dari pabrik yang memproduksi. DNA kemudian dikirim ke Institut fur umweltmedizische Forschung dan diuji aplikabilitasnya pada pengujian PCR. Varian NAT2 didokumentasikan sebagai polimorfis dalam database SNP500 yang dipilih untuk penentuan genotip dengan sistem MassARRAY.
   
Analisis statistik. Analisis NAT2 dihitung dengan menggunakan SAS 8,02. Penyimpangan dari kesetimbangan Hardy-Weinberg diperiksa dengan uji-uji pasti. Alel minor didefinisikan sebagai nukleotida yang kurang sering pada tempat polimorfis untuk mana frekuensi ditunjukkan dengan 95% batas kepercayaan. Untuk mengamati perbedaan distribusi genotup dengan uji x2p, kita menggunakan populasi Kaukasoid dan China dari dabatase publik. Haplotipe ditentukan menggunaka PHASE versi 2.0.2 berdasaran codin NSP dengan informasi posisional.

Hasil
   
Distribusi genotip dan frekuensi alel-alel kecil dari NAT2 SNP pada penduduk Kyrgyz yang tidak berhubungan dan subjek Rumania dan pada populasi referensi Kaukasoid dan China ditunjtukkan pada Tabel 1. Semua polimorfisme pada populasi penelitian IRCYL berada dalam kesetimbangan Hardy-Weinberg. Penduduk Rumania tidak berbeda signifikan dari ras Kaukasoid, kecuali frekuensi alel c area tidak tertranslasi 3'. Varian ini tidak ditemukan pada populasi China. Penduduk Kyrgyz lebih dekat kekerabatannya ke China dibanding ke Kaukasoid walaupun frekuensi alel Kyrgyz terletak antara frekuensi dari kedua populasi ini. Kyrgyz berbeda signifikan dari Rumania pada empat dari tujuh SNP (P < 0,0001) dengan ~20% frekuensi rendah dari 341C, 481C, dan 803G. Fraksi yang lebih tinggi dari 857A diamati diantara penduduk Kyrgyz. Tidak ada perbedaan frekuensi 282C>T dan 590GA (P = 0,10 dan P = 0,62, masing-masing). Varian 341C, 481T, dan 803G lebih kecil dan 857A lebih prevalen pada penduduk Kyrgyz (P < 0,0001). Varian pada tempat 857 mengindikasikan keturunan  Asia. 282C>T dan 590G>A menunjukkan tidak ada variasi signifikan menurut etnisitas. 364G>A dan 411A>& berubah menjadi monomorfis. Perbandingan database dari frekuensi alel kecil NAT2 mendukung penduduk Romania sebagai ras Kaukasoid dan Kyrgyz berada di antara ras Kaukasoid dan Asia Timur. Distribusi haplotipe yang diprediksikan berbeda signifikan antara kedua etnisitias dimana Kyrgyz menunjukkan keanekaragaman genetik yang lebih tinggi. Haplotipe tanpa mutasi lebih umum pada Kyrgyz (40,1% pada Kyrgyz, 29,3 pada Romania). Demikian juga, fenotip acetylator yang berhubungan sedikit lebih kurang prevalen pada Kyrgyz (35,2% versus 51,4 pada Romania).

Pembahasan
   
Sebagai bagian dari sebuah proyek tentang bencana lingkungan, penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi perbedaan etnis pada gen-gen yang terlibat dalam kerentanan terhadap agen-agen lingkungan. Disini dijelaskan genotip NAT2, prediksi haplotipe, dan fenotip terdeduksi pada sebuah populasi penelitian Asia Tengah (Kyrgyz) dan Eropa (Rumania). Selama sepuluh tahun terakhir, tingkat variabilitas alel-alel NAT2 yang tinggi telah ditemukan pada 15 posisi nukleotida dan didokumentasikan dalam database NAT.
   
Jika kita membandingkan antara Rumania dan Kyrgyz, penduduk Kyrgyz yang merupakan pembawa homozigot untuk sekuensi referensi sedikit lebih besar dibanding Rumania pada tempat-tempat yang diteliti. Urutan-urutan referensi ditemukan lebih umum di Asia ketimbang Eropa dan bahkan dominan pada Amerindia tetapi jarang pada Afrika. Dalam penelitian ini ditemukan variasi yang cukup besar pada empat polimorfisme NAT2 yang bisa mengindikasikan karakteristik genetik populasi. Tidak ada hubungan yang jelas dari perbedaan-perbedaan etnis tentang apakah sebuah SNP menghasilkan pertukaran sebuah asamamino atau tidak. Mutasi 282C>T dan 590G>A menunjukkan tidak ada perbedaan signifikan.
   
Gen NAT2 manusia dianggap sebagai faktor kerentanan dalam metabolisme xenobiotik dan, khususnya, dalam perkembangan kanker kandung kemih dimana acetylator lambat telah terkait dengan risiko yang berlebih. Penentuan genotip NAT2 semakin banyak digunakan untuk memprediksikan fenotip. Acetylator lambat bervariasi menurut area geografis. Sekitar 50% Kaukasoid adalah acetylator yang berpotensi lambat tetapi ada fraksi yang lebih rendah pada populasi Asia. Dalam penelitian ini juga ditemukan frekuensi acetylator lambat terprediksi yang lebih rendah pada Kyrgyz dibanding pada Rumania.
Kesimpulan
   
Dalam penelitian ini dibuktikan variasi etnis yang besar dari urutan gen NAT2. Dari perspektif evolusioner, ini menunjuk pada karakter netral selektif dari gen NAT2. Varian pada tempat 857 menandai keturunan Asia. Distribusi genotip NAT2 pada Rumania sebanding dengan Kaukasoid lain sedangkan Kyrgyz memiliki frekuensi alel kecil antara Kaukasoid dan Asia Timur. Perbedaan etnis pada gen kerentanan metabolik menunjukkan perbedaan jalur-jalur metabolik dengan efek yang belum diketahui terhadap kapasitas metabolik dan risiko penyakit.