Проекты

Лактазная недостаточность

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Старт в медицину» открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Биохимия»

Направление работы: Биохимия, Молекулярная биология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 947
Предметы: Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Старт в медицину» открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» 2021 года

Актуальность

Дефицит лактазы, или лактазная недостаточность (мальабсорбция лактозы, гиполактазия) – это нарушение расщепления лактозы вследствие недостаточности лактазы слизистой оболочки тонкой кишки. Лактоза содержится только в молоке млекопитающих и человека. Она способствует всасыванию в кишечнике кальция и других минеральных веществ, а также размножению благоприятных для организма кисломолочных бактерий. Лактоза применяется при изготовлении многих продуктов питания, главным образом, молочных; фармацевтическая промышленность использует лактозу в качестве вспомогательного вещества.

В 2017 году было проведено обследование, в котором приняли участие 2000 человек – мужчины (59%) и женщины (41%) в возрасте от 20 до 45 лет. Результаты показали, что 48% обследованных россиян имеют склонность к непереносимости молочной продукции (лактазной недостаточности), но общая частота встречаемости дефицита лактазы в России – примерно 16%. Поэтому вопрос лактазной недостаточности так актуален на сегодняшний день.

Цель

Поиск мутантных вариантов в гене МСМ6, который регулирует ген LCT.

Задачи

1. Провести анализ научной литературы по теме исследования.

2. Определить гены и их аллельные варианты, проявления которых могут стать причиной лактазной недостаточности.

3. Используя молекулярно-генетические методы, провести исследование генетических вариабельностей у группы исследуемых людей.

4. Сделать выводы из полученных результатов.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Комплект реагентов для экспресс-выделения ДНК

• Вортекс

• Термостат

• Центрифуга

• Амплификатор Bio-Rad CFX 96

• Набор реагентов «SNP-экспресс»

• Химическая посуда: дозаторы переменного объёма, носики, пробирки

Описание

В работе был исследован ген МСМ6, являющийся репликативным фактором. МСМ6 имеет 2 регуляторных района гена LCT, кодирующего фермент лактазу. В частности, (-13910) область имеет энхансерный элемент, приводящий к различной активации транскрипции промотора гена LCT. Мутации в этой области ассоциированы с непереносимостью лактозы во взрослом возрасте. Автором исследована мутация С(-13910) Т гена МСМ6, которая может регулировать активность фермента гена лактазы.

В работе была исследована замена однонуклеотидного полиморфизма гена МСМ6 С(-13910) Т. Это означает, что в интроне гена МСМ6 в положении (-139100) может быть как тимин, так и цитозин, в зависимости от особенностей генетической последовательности исследуемых образцов. То есть, у человека в данном месте на цепочке ДНК в норме может быть Т/Т, Т/С и С/С. В зависимости от того, какой нуклеотид присутствует у конкретного человека, репликативный фактор по-разному действует на ген лактазы (LTC), в результате чего фермент лактаза может быть более или менее активен.

Результаты

1. Для каждого образца были получены генетические варианты исследуемого полиморфизма у конкретного человека.

Результат

Клинические осложнения при употреблении молока

1

ТТ

Нет

2

ТС

Скручивание живота, тошнота

3

ТС

Диарея, метеоризм

4

ТТ

Нет или незначительны

5

ТТ

Вспучивание

6

ТТ

Нет или незначительны

7

ТС

Брюшные судороги, газы

Т/Т – означает, что у этих людей варианты нормального (дикого) типа. Фермент лактаза должен работать активно, и не должно возникать проблем с употреблением в пищу молочных продуктов.

Т/С – эти образцы гетерозиготны и содержат одну нормальную аллель (дикого типа) и одну мутантную аллель, которая как раз будет оказывать влияние на активность фермента и изменение его функций. У людей с таким полиморфизмом должны быть проблемы с употреблением молочных продуктов.

Выводы

По полученным результатам был сделан вывод о том, что у половины исследуемых людей есть мутации в гене МСМ6, которые передаются детям. Люди, у которых была выявлена лактазная недостаточность, жаловались на такие симптомы, как тошнота, вздутие живота, метеоризм, таким образом, генетические результаты совпали с клиническими.

Перспективы использования результатов работы

Результаты работы могут быть использованы в медицинской практике.

Сотрудничество с вузом и учреждением при создании работы

ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н. И. Пирогова Минздрава России, кафедра биохимии и молекулярной биологии;

ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачёва» Минздрава России

Мнение автора

«Очень понравилось работать над этой темой. Проект «Медицинский класс в московской школе» даёт возможность сделать верный выбор и определиться с будущей профессией»