Vliv genetické variability v genu pro FSTL1 na tělesné složení u atletů v tréninku i u běžné obézní i neobézní české populace

Bc. Martin Hořák

Master's thesis

The influence of genetic variation in the FSTL1 gene on body composition in training athletes and general obese and non-obese Czech population

Abstract:

Je známo, že fyzická aktivita má vliv na množství akutních i chronických změn v kosterním svalu, ačkoliv molekulární procesy, které jsou za tyto změny zodpovědné, nejsou plně definovány. U genu FSTL1 je na základě jeho homologie s folistatinem a několika popsaných asociací předpokládána funkce ve fyziologii kosterního svalu, přestože mechanismy jeho účinku nejsou v současné době zcela pochopeny. mikroRNA (miRNA) jsou negativní regulátory genové exprese, které fungují na post-transkripční úrovni na bázi vzájemné komplementarity mezi miRNA a mRNA. Výskyt jednonukleotidového polymorfismu ve vazebném místě pro miRNA v 3‘ nepřekládané oblasti (UTR) genu může vést ke ztrátě současného nebo ke vzniku nového nelegitimního vazebného místa pro miRNA, což může ovlivnit jejich vzájemnou komplementaritu a vést ke změně hladiny mRNA a proteinu. Cílem této diplomové práce bylo prozkoumat právě takový SNP (rs1057231) v 3‘ UTR genu FSTL1. U alely G tohoto SNP bylo předpovězeno, že způsobuje ztrátu vazebného místa pro některé miRNA, což by mělo výsledně navýšit hladinu proteinu FSTL1. Bylo testováno, zda tento SNP má vliv na změnu množství hmoty kosterního svalu a/nebo dalších charakteristik fyzické aktivity antropometrických znaků. Byly studovány 2 kohorty jedinců, kohorta obézních a neobézních (OB) o 183 subjektech a kohorta výkonnostních atletů v různém typu tréninku (SPO) o 31 subjektech. Navzdory původní hypotéze nebyly pozorovány žádné statisticky významné změny u hmoty kosterního svalu s ohledem na genotyp FSTL1. Nicméně byla pozorována asociace u nosičů alely G s vyšším vzrůstem u mužů (p = 0,031) a opačná, ale statisticky nevýznamná, asociace genotypu TT s vyšším vzrůstem u žen (p = 0,2), společně s asociací alely G s vyšším celkovým denním počtem kroků. Na druhou stranu nebyla pozorována žádná změna v souvislosti s genotypem u kohorty SPO. Závěrem, byla zjištěna asociace SNP rs1057231 s výškou a fyzickou aktivitou u jedinců z kohorty OB. Ačkoliv je funkce FSTL1 v organismu málo známá, předpokládám, že se FSTL1 může nově účastnit regulace pohlavních hormonů, jelikož byly pozorovány opačné asociace mezi muži a ženami.

Abstract:

It is well known that physical activity raises a number of acute and chronic changes in skeletal muscle, however, molecular processed responsible for such changes are not well defined. The FSTL1 gene has an assumed function in skeletal muscle based on its homology with follistatin and several described associations with skeletal muscle, athough mechanisms of its action are not currently fully understood. microRNAs (miRNAs) negatively regulate gene expression at post-transcriptional level via miRNA–mRNA interactions based on their mutual complementarity. The occurrence of single nucleotide polymorphism in the miRNA binding site within the 3‘ untranslated region (UTR) of the targeted gene may leads to the loss of current and/or gain of a new illegitimate miRNA binding site, which may affect their mutual complementarity and subsequently result in changes to both mRNA and protein levels. This study investigated such SNP (rs1057231) in the 3‘ UTR of the FSTL1 gene. The G allele of this SNP was predicted to cause loss of a binding site for several miRNAs, which should enhance FSTL1 protein level. We tested whether this SNP results in a change of skeletal muscle mass and/or other anthropometric and physical activity characteristics. Two different cohorts were tested in this study, a cohort of obese and non-obese (OB) with 183 subjects and a cohort of athletes in different type of training (SPO) with 31 subjects. Despite my original hypothesis, I did not observe any differences in skeletal muscle mass with respect to the FSTL1 genotype. Nevertheless, we observed an association of G allele carriers with higher height among males (p = 0.031) and an opposite but statistically insignificant association of the TT genotype with higher height among females (p = 0.2) together with the association of the G allele with higher total daily number of steps. On the other hand, no association was observed in the context of the genotype in the SPO cohort. In summary, the association of SNP rs1057231 with height and the total daily number of steps of an individual in the Central European population was reported. Furthermore, although FSTL1 function is still not well defined, I presume that FSTL1 may be involved in sex-dependent hormone regulations, as distinct associations were observed in males and females.

Keywords

FSTL1, rs1057231, kosterní sval, výška, fyzická aktivita, hormony, skeletal muscle, height, physical activity, hormones

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 3. 6. 2015
• Supervisor: doc. MUDr. Julie Bienertová Vašků, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Molecular Biology and Genetics