resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2024-29-3-441-450resar-459Research ArticleБиологические науки. ЭкологияBiological sciences. EcologyВзаимосвязь гена рецептора серотонина с тревожностью как фактор адаптации человека к экстремальным условиям ЯкутииThe association between the serotonin receptor gene and anxiety as a factor in human adaptation to extreme conditions in Yakutiahttps://orcid.org/0009-0003-9121-1435КычкинаО. И.KychkinaO. I.

Кычкина Оксана Иннокентьевна, инженер-исследователь

г. Якутск

Oksana I. Kychkina, Research Engineer

Yakutsk

oksa.sav.75@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3570-2585СоловьеваН. А.SolovyevaN. A.

Соловьева Наталья Алексеевна, кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник

ResearcherID: Q-9965-2018

Scopus Author ID: 57142280900

г. Якутск

Natalia A. Solovyeva, Cand. Sci. (Med.), Leading Researcher

ResearcherID: Q-9965-2018

Scopus Author ID: 57142280900

Yakutsk

sonata60878@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6965-2600КолосоваО. Н.KolosovaO. N.

Колосова Ольга Николаевна, доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник

ResearcherID: P-6534-2015

Scopus Author ID: 7003599837

г. Якутск

Olga N. Kolosova, Dr. Sci. (Biol.), Professor, Chief Researcher

ResearcherID: P-6534-2015

Scopus Author ID: 7003599837

Yakutsk

kololgonik@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4339-4241КанМи УнKanMi Un

Кан Ми Ун, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

г. Якутск

Kan Mi Un, Cand. Sci (Biol.) Senior Researcher

Yakutsk

kanmiun@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6335-4901ПавловаН. И.PavlovaN. I.

Павлова Нарыйана Иннокентьевна, инженер-исследователь

г. Якутск

Naryyana I. Pavlova, Research Engineer

Yakutsk

naryya.pavlova@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-3012-4409ЗасимоваЕ. З.ZasimovaE. Z.

Засимова Екатерина Захаровна, врач ЛФК И СМ, заместитель заведующего «Учебно-научный центр кинезиологических исследований и лечебно-реабилитационных технологий СВФУ»

г. Якутск

Ekaterina Z. Zasimova, Doctor of Physician Therapy and Sports Medicine, Deputy Head of the Educational and Scientific Center for Kinesiological Research and Treatment, Rehabilitation Technologies

Yakutsk

Институт биологических проблем криолитозоны СО РАНРоссияInstitute for Biological Problems of Cryolithozone, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationСеверо-Восточный федеральный университет им. М.К. АммосоваРоссияAmmosov North-Eastern Federal UniversityRussian Federation202408102024293441450Copyright © Кычкина О.И., Соловьева Н.А., Колосова О.Н., Кан М., Павлова Н.И., Засимова Е.З., 20242024Кычкина О.И., Соловьева Н.А., Колосова О.Н., Кан М., Павлова Н.И., Засимова Е.З.Kychkina O.I., Solovyeva N.A., Kolosova O.N., Kan M., Pavlova N.I., Zasimova E.Z.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/459

Исследование посвящено изучению генетической предрасположенности к тревожности и ее влияния на адаптацию к экстремальным условиям Северо-Востока России в популяции якутов. Особое внимание уделялось полиморфизму гена рецептора серотонина HTR2A (rs6311) и его ассоциации с уровнями ситуативной (СТ) и личностной (ЛТ) тревожности. В исследовании приняли участие якуты (n = 261), постоянно проживающие в Якутии, не имеющие психоневрологической симптоматики и подписавшие добровольное информированное согласие. Уровень тревожности определялся с использованием шкалы Спилбергера–Ханина. Генотипирование проводилось методом ПЦР и ПДРФ с последующим детектированием методом электрофореза в агарозном геле. Согласно результатам исследования, выборка якутов характеризовалась преобладанием лиц с умеренным уровнем СТ (60,9 %) и ЛТ (57,5 %), кроме группы женщин, в которой преобладали лица с высоким уровнем ЛТ (53,8 %). Наибольшую долю (69,7 %) совпадения уровней тревожности составили лица с умеренной СТ и ЛТ. Поскольку серотонинергическая система участвует в регуляции поведения, эмоций и других физиологических функций, а также играет ведущую роль в ослаблении негативных поведенческих последствий воздействия стрессоров, проведено исследование полиморфизма гена рецептора серотонина HTR2A (rs6311). В результате анализа особенностей распределения генотипов и аллелей полиморфизма гена рецептора серотонина HTR2A (rs6311) в популяции якутов выявлено достоверное преобладание носителей гомозиготного генотипа GG (60,2 %) и аллеля G (0,782). При анализе распределения аллельных вариантов исследуемого полиморфизма в отношении уровня и типа тревожности установлено, что генотипы AG и GG чаще встречались у лиц с высокой ЛТ и низкой СТ. По лученные результаты подтверждают важность генетических факторов в адаптации к экстремальным условиям Севера.

This study investigates the genetic predisposition to anxiety and its impact on adaptation to the extreme conditions of the North-East region of Russia, particularly concerning the Yakut population. Special attention was given to the polymorphism of the serotonin receptor gene HTR2A (rs6311) and its association with levels of situational anxiety (SA) and personal anxiety (PA). The study involved 261 Yakuts (n = 261) who are permanently residing in Yakutia, do not exhibit any psychoneurological symptoms, and provided voluntary informed consent. Anxiety level was assessed using the Spielberger-Khanin scale. Genotyping was performed using PCR and RFLP, followed by detection through electrophoresis in an agarose gel. The findings indicate that the sample was characterized by a predominance of individuals with moderate levels of SA (60.9 %) and PA (57.5 %). However, in the group of women, individuals exhibited a high level of PA (53.8 %). The highest percentage of agreement in anxiety levels (69.7 %) was observed among individuals with moderate SA and PA. Given that the serotonergic system is involved in regulating behavior, emotions, and various physiological functions, and plays a crucial role in mitigating the negative behavioral consequences of stressors, a study on the polymorphism of the serotonin receptor gene HTR2A (rs6311) was conducted. The analysis of the distribution characteristics of the genotypes and alleles associated with the polymorphism of the serotonin receptor gene HTR2A (rs6311) in the Yakut population revealed a significant predominance of carriers with the homozygous genotype GG (60.2 %), and the G allele (0.782). Futhermore, when examining the distribution of allelic variants of the studied polymorphism based on the level and type of anxiety, it was observed that the AG and GG genotypes were more prevalent among individuals with high PA and low SA. These results confirm the significance of genetic factors in adaptation to the extreme conditions of the North.

экстремальный климатадаптацияякутыполиморфизмген HTR2Aрецептор серотониналичностная и ситуативная тревожностьextreme climateadaptationyakutspolymorphismHTR2A geneserotonin receptorpersonal and situational anxietyРабота выполнена в рамках госзадания Минобрнауки РФ по проекту «Физиолого-биохимические механизмы адаптации растений, животных, человека к условиям Арктики/Субарктики и разработка биопрепаратов на основе природного северного сырья, повышающих эффективность адаптационного процесса и уровень здоровья человека в экстремальных условиях среды» (№ АААА-А21-121012190035-9) и с применением оборудования ЦКП ФИЦ «ЯНЦ СО РАН» (грант № 13.ЦКП.21.0016).This study was conducted within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation for the project “Physiological and biochemical mechanisms of adaptation of plants, animals, humans to Arctic/Subarctic conditions and development of biopreparations based on natural northern raw materials that increase the efficiency of the adaptation process and the level of human health in extreme environmental conditions” (AAAA-A21-121012190035-9), and using the equipment of the Core Shared Research Facilities of the Federal Research Centre “The Yakut Scientific Centre SB RAS” (grant No. 13.CSRF.21.0016).ReferencesGross C., Hen R. The developmental origins of anxiety. Nature Reviews Neuroscience. 2004;(5):545– 552. https://doi.org/10.1038/nrn1429Gross C., Hen R. The developmental origins of anxiety. Nature Reviews Neuroscience. 2004;(5):545– 552. https://doi.org/10.1038/nrn1429Мельгуй Н.В., Колосова О.Н., Николаева Е.Н. Хронобиологические особенности психоэмоционального напряжения студентов в условиях высоких широт. Наука и образование. 2016;83(3):91–95.Mel’guj N.V., Kolosova O.N., Nikolaeva E.N. Chronobiological features of psycho-emotional stress of students in the high latitudes. Nauka i obrazovanie. 2016; 83(3):91–95. (In Russ.)Lesch K.-P., Bengel D., Heils A., et al. Association of anxiety-related traits with a polymorphism in the serotonin transporter gene regulatory region. Science. 1996;(274):527–1531. https://doi.org/10.1126/science.274.5292.1527Lesch K.-P., Bengel D., Heils A., et al. Association of anxiety-related traits with a polymorphism in the serotonin transporter gene regulatory region. Science. 1996;(274):527–1531. https://doi.org/10.1126/science.274.5292.1527Kim H.S., Sherman D.K., Sasaki J.Y., et al. Culture, distress, and oxytocin receptor polymorphism (OXTR) interact to influence emotional support seeking. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2010;(107):15717–15721.Kim H.S., Sherman D.K., Sasaki J.Y., et al. Culture, distress, and oxytocin receptor polymorphism (OXTR) interact to influence emotional support seeking. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2010;(107):15717–15721.Matsunaga M., Kawamichi H., Umemura T., et al. Neural and Genetic Correlates of the Social Sharing of Happiness. Frontiers in Neuroscience. 2017;(11)718. https://doi.org/10.3389/fnins.2017.00718.Matsunaga M., Kawamichi H., Umemura T., et al. Neural and Genetic Correlates of the Social Sharing of Happiness. Frontiers in Neuroscience. 2017;(11)718. https://doi.org/10.3389/fnins.2017.00718.Verde Z., Santiago C., Chicharro, et al. Association of HTR2A-1438G/A genetic polymorphism with smoking and chronic obstructive pulmonary disease. Archivos de Bronconeumología 2019;55(3):128–133. https://doi.org/10.1016/j.arbres.2018.07.021.Verde Z., Santiago C., Chicharro, et al. Association of HTR2A-1438G/A genetic polymorphism with smoking and chronic obstructive pulmonary disease. Archivos de Bronconeumología 2019;55(3):128–133. https://doi.org/10.1016/j.arbres.2018.07.021.Osman N., Lind K., Brovin A., et al. Different biological mechanisms of anxiety phenotypes: Genetic associations of the BDNF and AMPD1 genes with state and trait anxiety. Journal of Modern Foreign Psychology. 2024; 13(1):33–46. https://doi.org/10.17759/jmfp.2024130103.Osman N., Lind K., Brovin A., et al. Different biological mechanisms of anxiety phenotypes: Genetic associations of the BDNF and AMPD1 genes with state and trait anxiety. Journal of Modern Foreign Psychology. 2024; 13(1):33–46. https://doi.org/10.17759/jmfp.2024130103.Савостьянов А.Н., Науменко В.С., Синякова Н.А. и др. Взаимосвязь уровня тревожности с полиморфными вариантами гена серотонинового транспортера у русских и тувинцев. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2014;18(4/3):1268–1280.Savost’yanov A.N., Naumenko V.S., Sinyakova N.A., et al. Association of anxiety level with polymorphic variants of the serotonin transporter gene in Russians and Tuvinians. Vavilovskij zhurnal genetiki i selekcii. 2014; 18(4/3):1268–1280. (In Russ.)White K., McDonald A., Compton D. 5-HTR2A Polymorphisms rs6311 and rs6313 and Major Depressive Disorder: A Meta-Analysis. Journal of Behavioral and Brain Science. 2022;(12):499–513. https://doi.org/10.4236/jbbs.2022.1210029.White K., McDonald A., Compton D. 5-HTR2A Polymorphisms rs6311 and rs6313 and Major Depressive Disorder: A Meta-Analysis. Journal of Behavioral and Brain Science. 2022;(12):499–513. https://doi.org/10.4236/jbbs.2022.1210029.Matsunaga M., Masuda T., Ishii K., et al. Culture and cannabinoid receptor gene polymorphism interact to influence the perception of happiness. PLoSOne. 2018;13(12): e0209552. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0209552Matsunaga M., Masuda T., Ishii K., et al. Culture and cannabinoid receptor gene polymorphism interact to influence the perception of happiness. PLoSOne. 2018;13(12): e0209552. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0209552Бохан Н.А., Иванова С.А., Левчук Л.А. Серотониновая система в модуляции депрессивного и аддиктивного поведения. Томск: Национальный исследовательский Томский государственный университет; 2023. 102 с.Bokhan N.A., Ivanova S.A., Levchuk L.A. The serotonin system in the modulation of depressive and addictive behavior. Tomsk: National Research Tomsk State University; 2023. 102 p. (In Russ.)Каркусова М.Д. Биологические эффекты серотонина. Вестник новых медицинских технологий. 2022; (6):133–139. https://doi.org/10.24412/2075-4094-2022-6-3-12.Karkusova M.D. Biological effects of serotonin. Journal of new medical technologies. 2022;(6):133–139. (In Russ.) https://doi.org/10.24412/2075-4094-2022-6-3-12Колесникова Л.И., Долгих В.В., Гомбоева А.С. Гены нейромедиаторных систем и психоэмоциональные свойства человека: серотонинергическая система. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра СО РАН. 2011;5(81):2120215.Kolesnikova L.I., Dolgikh V.V., Gomboeva A.S. Genes of neurotransmitter systems and psychoemotional properties of a person: the serotonergic system. the East Siberian Scientific Center of the Siberian Bulletin of Branch of the Russian Academy of Medical Sciences. 2011;5(81):212–215. (In Russ.)Jin C., Xu W., Yuan J., et al. Meta-analysis of association between the –1438A/G (rs6311) polymorphism of the serotonin 2A receptor gene and major depressive disorder. Neurological Research. 2013;5(1):7–14. https://doi.org/10.1179/1743132812Y.0000000111.Jin C., Xu W., Yuan J., et al. Meta-analysis of association between the –1438A/G (rs6311) polymorphism of the serotonin 2A receptor gene and major depressive disorder. Neurological Research. 2013;5(1):7–14. https://doi.org/10.1179/1743132812Y.0000000111.Chiao J.Y., Blizinsky K.D. Culture–gene coevolution of individualism–collectivism and the serotonin transporter gene. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 2010;(277):529–537.Chiao J.Y., Blizinsky K.D. Culture–gene coevolution of individualism–collectivism and the serotonin transporter gene. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 2010;(277):529–537.Рафикова Е.И., Рысков А.П., Васильев В.А. Генетика депрессивных расстройств: кандидатные гены и полногеномный поиск ассоциаций. Генетика. 2020;56(8): 878–892. https://doi.org/10.31857/S0016675820080111.Rafikova E.I., Ryskov A.P., Vasilyev V.A. Genetics of depressive disorders: candidate genes and genome-wide association studies. Russian Journal of Genetics. 2020; 56(8):903–915. https://doi.org/10.1134/S1022795420080116Платонкина Т.В., Боговин Л.В., Наумов Д.Е., Овсянкин А.И. Генетические исследования депрессивных расстройств: обзор литературы. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2018;(68):96–106. https://doi.org/10.12737/article_5b19ee7411be17.38016141.Platonкina T.V., Bogovin L.V., Naumov D.E., Ovsyankin A.I. Genetic studies of depressive disorders: a literature review. Bulletin of physiology and pathology of respiration. 2018;(68):96–106. https://doi.org/10.12737/article_5b19ee7411be17.38016141. (In Russ.)Jin C., Xu W., Yuan J., et al. Meta-analysis of association between the –1438A/G (rs6311) polymorphism of the serotonin 2A receptor gene and major depressive disorder. Neurological Research. 2013;5(1):7–14. https://doi.org/10.1179/1743132812Y.0000000111.Jin C., Xu W., Yuan J., et al. Meta-analysis of association between the –1438A/G (rs6311) polymorphism of the serotonin 2A receptor gene and major depressive disorder. Neurological Research. 2013;5(1):7–14. https://doi.org/10.1179/1743132812Y.0000000111.Zhao X., Sun L., Sun Y.H., et al. Association of HTR2A T102C and A-1438G polymorphisms with susceptibility to major depressive disorder: a meta-analysis. Neurological Sciences. 2014;35(12):1857–1866. https://doi.org/10.1007/s10072-014-1970-7.Zhao X., Sun L., Sun Y.H., et al. Association of HTR2A T102C and A-1438G polymorphisms with susceptibility to major depressive disorder: a meta-analysis. Neurological Sciences. 2014;35(12):1857–1866. https://doi.org/10.1007/s10072-014-1970-7.Wray N.R., Ripke S., Mattheisen M., et al. Genome-wide association analyses identify 44 risk variants and refine the genetic architecture of major depression. Nature Genetics. 2018;50(5):668–681. https://doi.org/10.1038/s41588-018-0090-3.Wray N.R., Ripke S., Mattheisen M., et al. Genome-wide association analyses identify 44 risk variants and refine the genetic architecture of major depression. Nature Genetics. 2018;50(5):668–681. https://doi.org/10.1038/s41588-018-0090-3.Anes Ju., Fernandez-Arroyo B., Yifan Wu., et al. Expression of serotonin 1A and 2A receptors in molecularand projection-defi ned neurons of the mouse insular cortex. Molecular brain. 2020;(13):99. https://doi.org/10.1186/s13041-020-00605-5.Anes Ju., Fernandez-Arroyo B., Yifan Wu., et al. Expression of serotonin 1A and 2A receptors in molecularand projection-defi ned neurons of the mouse insular cortex. Molecular brain. 2020;(13):99. https://doi.org/10.1186/s13041-020-00605-5.Choi M.J., Lee H.J., Lee H.J., et al. Association between major depressive disorder and the -1438A/G polymorphism of the serotonin 2A receptor gene. Neuropsychobiology. 2004;49(1): P.38–41.Choi M.J., Lee H.J., Lee H.J., et al. Association between major depressive disorder and the -1438A/G polymorphism of the serotonin 2A receptor gene. Neuropsychobiology. 2004;49(1): P.38–41.Носкова Т.Г., Казанцева А.В., Гареева А.Э. и др. Изучение ассоциаций ряда полиморфных локусов генов серотонинергической системы с униполярной депрессией. Генетика. 2009;(45)6:842–848.Noskova T.G., Kazantseva A.V., Gareeva A.E., et al. Association of several polymorphic loci of serotoninergic genes with unipolar depression. Russian Journal of Genetics. 2009;45(6):742–748. https://doi.org/10.1134/S1022795409060143Golimbet V.E., Volel’ B.A., Dolzhikov A.V., et al. Association of 5-HTR2A and 5-HTR2C serotonin receptor gene polymorphisms with depression risk in patients with coronary heart disease. Bull. Exp. Biol. Med. 2014;(156)5:680–68.Golimbet V.E., Volel’ B.A., Dolzhikov A.V., et al. Association of 5-HTR2A and 5-HTR2C serotonin receptor gene polymorphisms with depression risk in patients with coronary heart disease. Bull. Exp. Biol. Med. 2014;(156)5:680–68.Ханин Ю.Л. Краткое руководство к применению шкалы реактивной и личностной тревожности Спилбергера. Л.: ЛНИИФК; 1976.Hanin Yu.L. A brief guide to using the Spielberger scale of reactive and personal anxiety. Leningrad: LNIIFK Pub.; 1976. (In Russ.).

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