Вредный аллель гена аполипопротеина E увеличивает фертильность

Аллель APOE4 известен как фактор риска болезни Альцгеймера и других заболеваний, но при этом он способствует более высокой плодовитости женщин в традиционных популяциях, не использующих контрацепцию. Носительницы этого аллеля больше весят и рожают больше детей.

Изображение:

Венера Виллендорфская — статуэтка, найденная на территории современной Австрии; возраст 25–30 тысяч лет (верхний палеолит)

Credit:

123rf.com

Apo-E — белок, участвующий в транспортировке и метаболизме липидов в организме. Три наиболее распространенных аллеля гена APOEAPOE2, APOE3 и APOE4, причем APOE4 — наиболее неблагоприятный, он считается самым важным генетическим риском болезни Альцгеймера и значительно повышает риски сосудистых заболеваний. Однако он не только не исчезает из популяции, а встречается достаточно часто — хотя бы одна копию имеют от 5 до 45% населения, в зависимости от популяции. Это единственный широко распространенный аллель человека, который так сильно влияет на течение старческих болезней и продолжительность жизни. Логично предположить, что этот аллель дает некие преимущества, которые в определенных условиях могут перевешивать минусы. Международная группа исследователей проверила, как APOE4 в генотипе влияет на различные параметры женской фертильности.

В качестве одного из механизмов, который мог бы привести APOE4 к успеху, предложена антагонистическая плейотропия, то есть влияние одного аллеля и на полезные, и на вредные признаки. Увеличивая концентрацию холестерина в крови и нервной ткани, белок ApoE4 усугубляет симптомы старения, но при этом улучшает иммунитет (более высокое содержание липидов в крови защищает от некоторых патогенов) и ускоряет наступление зрелости, что способствует более эффективному размножению в раннем возрасте.

«Гены, ассоциированые с заболеваниями, возникающими после возраста репродукции, или когда репродукция уже началась, находятся в “тени отбора”. Было предоставлено множество аргументов в пользу того, что аллель APOE-ε4 может быть примером “тени отбора”, у вас не разовьется Альцгеймер до того, как вы заведете всех детей», — говорит первый автор статьи, специалист по эволюционной антропологии Бенджамин Трамбл. Тем не менее механизмы антагонистической плейотропии аллелей APOE изучены слабо.

Новое исследование проведено на выборке рекордных размеров и качества. В нем приняли участие 795 женщин разного возраста из боливийского народа чимани, живущего собирательством и земледелием в отрыве от цивилизации. До этого APOE4 получалось связать с повышенной фертильностью только в естественных условиях при отсутствии контрацепции, тогда как в городской среде он не приносил никакой репродуктивной пользы своим носителям. Авторы пришли к выводу, что дальнейшие исследования необходимо проводить в условиях, которые были наиболее протяженными во времени в истории человечества.

Образцы крови женщин, а также персонализованную репродуктивную и антропометрическую статистику собрали при участии организации THLHP, занимающейся историей, здоровьем и образом жизни чимани. ДНК экстрагировали стандартными методами, аллели определяли при помощи системы TaqMan (Thermo Fisher).

Восемьдесят процентов женщин чимани оказались гомозиготными по «нейтральному» аллелю APOE3, 18,5% несли одну копию APOE4, 1,5% были гомозиготными по APOE4. Носительницы APOE4 были в среднем на 1,8 кг тяжелее, у них чаще встречалось ожирение.

Интересно, что APOE2, противоположный APOE4 по эффекту на продолжительность жизни, у чимани обнаружен не был. Он отсутствовал и у других исследованных ранее аборигенных популяций.

Рождаемость, как и ожидалось, была повышена у носителей аллеля ε4 — выше на 0,140,4 ребенка на женщину у гетерозиготных носителей и на 1,4–2,2 у гомозиготных (различие в оценках зависит от использованного статистического метода). У носителей ε4 была ниже вероятность выкидыша, ниже на 10,3% промежуток времени между родами и на 0,8 лет раньше проходили первые роды (известно, что повышенный вес ассоциирован не только с ранним созреванием, но и с более короткими межродовыми интервалами). Возраст последних родов с аллелями APOE связан не был.

Продолжительность жизни в зависимости от генотипа в этом исследовании изучена не была. Однако в другой работе сотрудники Университета штата Аризона обнаружили, что чимани имеют одну из самых низких в мире частот болезни Альцгеймера. В этой работе 2022 года также участвовал Бенджамин Трамбл.

Сходные, даже более яркие результаты ранее были получены на африканских выборках, отмечают авторы. Они осторожно формулируют предположение, что APOE4 закрепляется при интенсивном размножении в условиях высокой инфекционной нагрузки, не только увеличивая фертильность за счет более ранних и частых беременностей, но и повышая устойчивость к различным инфекциям. Таким образом, исключительно вредный в городской среде аллель гена в предковых популяциях был полезным.

Аллели Apoe ε2 и ε4 оказывают противоположное влияние на экспрессию ряда генов в микроглии

Источник

Benjamin C. Trumble, et al. Apolipoprotein-ε4 is associated with higher fecundity in a natural fertility population // Science Advances, 2023. DOI 10.1126/sciadv.ade9797

Цитата по пресс-релизу

Добавить в избранное