ometendoОжирение и метаболизмObesity and metabolism2071-87132306-5524Endocrinology Research Centre10.14341/omet12908ometendo-12908Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESИзучение связи между полиморфизмом rs4920566 гена рецептора сладкого вкуса (TAS1R2), чувствительностью к сахарам и пищевым предпочтением сладких продуктовStudy of relationships between taste receptor gene (TAS1R2) polymorphism rs4920566 and sugar sensitivity and food preference of sweet productshttps://orcid.org/0000-0001-9909-119XФранкК. А.FrankK. A.

Франк Ксения Андреевна.

Кемерово

Ksenia A. Frank.

Kemerovo

kuzmina-k-a@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5870-7584ГордееваЛ. А.GordeevaL. A.

Гордеева Людмила Александровна - кандидат биологических наук.

650065, Кемерово, пр-т Ленинградский, д. 10

Researcher ID: R-2781-2016; Scopus Author ID: 14052058500

Lyudmila A. Gordeeva - PhD in biology.

Leningradsky avenue, 10, 650065, Kemerovo

Researcher ID: R-2781-2016; Scopus Author ID: 14052058500

gorsib@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3405-6980ВоронинаЕ. Н.VoroninaE. N.

Воронина Елена Николаевна - кандидат биологических наук.

Новосибирск

Elena N. Voronina - PhD in biology.

Novosibirsk

voronina_l@mail.ruВеличковичН. С.VelichkovichN. S.

Величкович Наталия Сергеевна - кандидат технических наук.

Кемерово

Natalia S. Velichkovich - PhD in technology.

Kemerovo

velichkovich@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4852-5661СоколоваЕ. А.SokolovaE. A.

Соколова Екатерина Алексеевна - кандидат биологических наук.

Новосибирск

Ekaterina A. Sokolova - PhD in biology.

Novosibirsk

sokolovaea2608@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9368-2340ПоленокЕ. Г.PolenokE. G.

Поленок Елена Геннадьевна - кандидат фармацевтических наук.

Кемерово

Elena G. Polenok - PhD in pharmaceutical sciences.

Kemerovo

egpolenok@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5530-3469МунС. А.MunS. A.

Мун Стелла Андреевна – кандидат медицинских наук.

Кемерово

Author ID: 142205

Stella A. Mun - MD, PhD.

Kemerovo

Author ID: 142205

stellamun@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8816-5579ТамарзинаТ. В.TamarzinaT. V.

Тамарзина Татьяна Владиславовна.

Кемерово

Tatiana V. Tamarzina.

Kemerovo

tamarzina@mail.ruФедеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН (Институт экологии человека СО РАН)РоссияFederal Research Center of Coal and Coal Chemistry of Siberian Branch of RAS (Institute of Human Ecology SB RAS)Russian FederationИнститут химической биологии и фундаментальной медицины СО РАНРоссияInstitute of Chemical Biology and Fundamental Medicine SB RASRussian FederationКемеровский государственный университетРоссияKemerovo State UniversityRussian FederationКемеровский государственный институт культурыРоссияKemerovo State Institute of CultureRussian Federation202223122022194369377Copyright © Франк К.А., Гордеева Л.А., Воронина Е.Н., Величкович Н.С., Соколова Е.А., Поленок Е.Г., Мун С.А., Тамарзина Т.В., 20232023Франк К.А., Гордеева Л.А., Воронина Е.Н., Величкович Н.С., Соколова Е.А., Поленок Е.Г., Мун С.А., Тамарзина Т.В.Frank K.A., Gordeeva L.A., Voronina E.N., Velichkovich N.S., Sokolova E.A., Polenok E.G., Mun S.A., Tamarzina T.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.omet-endojournals.ru/jour/article/view/12908Обоснование

Обоснование. Повышенное употребление сладкой и высококалорийной пищи ведет к увеличению массы тела у людей и развитию метаболического синдрома. Большое внимание уделяется персонализированному подходу к коррекции питания на основе генетического  тестирования. Генетические предпосылки вкусовой чувствительности людей к сладким стимулам остаются недостаточно изученными. Роль полиморфизма g.18853330 A>G (rs4920566) гена TAS1R2 в предпочтении к сладкому до конца не изучена.

Цель

Цель. Изучить возможную связь полиморфизма гена TAS1R2 rs4920566 с чувствительностью к природным сахарам и пищевым предпочтением высококалорийных сладких продуктов у человека.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проведено одновыборочное  экспериментальное  исследование. Участниками были условно здоровые студенты, давшие добровольное согласие на его проведение. Чувствительность к сахарам оценивали в двух дегустационных тестах. Пороговую чувствительность (ПЧ) к сахарозе с разведением от 8,0 до 500 мМ/л определяли по ступенчатой методике. Для оценки пищевых предпочтений сладких продуктов использовали специально разработанные анкеты с контрольным списком продуктов. Геномную ДНК выделяли из клеток буккального эпителия методом адсорбции ДНК с неорганическим сорбентом в присутствии хаотропного агента. Типирование полиморфизма rs4920566 гена TAS1R2 осуществляли с помощью асимметричной полимеразной цепной реакции в режиме реального времени.

Результаты

Результаты. В исследование включены 26 юношей и 110 девушек, средний возраст которых составил 20,8±4,8 (SD) года. Пол был значимым фактором, влияющим на восприятие  вкуса сладости сахаров  (мальтозы, глюкозы, сахарозы и фруктозы) у студентов. Юноши чаще, чем девушки, не могли различить  вкус четырех  сахаров  (β=-2,93 (0,99); p=0,003). Полиморфизм гена rs4920566 TAS1R2 не влиял на способность  студентов различать вкус четырех природных сахаров. Обнаружено, что вариационные ряды значений ПЧ к сахарозе у девушек с аллелем A (16,0 [16,0–31,0] против 16,0 [8,0–16,0] ммоль/л; pcor=0,002) и генотипом A/G (16,0 [16,0–31,0] против 16,0 [8,0–16,0] ммоль/л; pcor=0,010) были значимо более низкими по сравнению с юношами. Отдельно у девушек с генотипом G/G диапазон ПЧ к сладкому вкусу сдвинут в сторону более высоких концентраций  сахарозы по сравнению с девушками с генотипом A/G (16,0 [16,0–31,0] против 16,0 [8,0–16,0] ммоль/л; pcor=0,039). Проверка гипотезы о случайности связи между генотипами rs4920566 гена TAS1R2 и рейтингом симпатий продуктов со сладким вкусом по тесту Краскела–Уоллиса не позволила сделать вывод о том, что генотипы A/A, A/G и G/G гена TAS1R2 влияют на выбор сладких высококалорийных продуктов у студентов.

Заключение

Заключение. Собственные результаты согласуются с литературными данными и позволяют полагать, что rs4920566 полиморфизм гена TAS1R2 не может быть информативным маркером для диагностики  метаболических состояний, ассоциированных с потреблением высококалорийной сладкой пищи. Вероятно, его функции связаны с механизмами нейротрансдукции сладкого вкусового сигнала.

BACKGROUND

BACKGROUND: Increased consumption  of sweet and high-calorie foods leads to weight gain in humans and the development of metabolic syndrome. Great attention is given to a personalized approach to nutrition correction based on genetic testing. The genetic basis for human taste sensitivity to sweet stimuli remains is understudied. The role of the g.18853330 A>G (rs4920566) polymorphism of the TAS1R2 gene in preference for sweets has not been fully studied.

AIM

AIM: To investigate the possible relationship between rs4920566 polymorphism  in TAS1R2 gene and sensitivity to natural sugars and food preference of high-calorie sweet foods in humans.

MATERIALS AND METHODS

MATERIALS AND METHODS: A single-sample experimental study was carried out. The study participants were conditionally healthy students who voluntarily agreed to conduct it. Sugar sensitivity was assessed in two tasting tests. Sucrose sensitivity thresholds (STS) were determined by staircase procedure (solutions: 8.0 to 500 mM/l). To assess food preferences for sweet foods, specially designed questionnaires with a checklist of products were used. Genomic DNA samples from all study participants were obtained from buccal epithelial cells. Genomic DNA was extracted from buccal epithelial cells using the adsorption of DNA with an inorganic sorbent in the presence of a chaotropic agent. Typing of the rs4920566 polymorphism in TAS1R2 gene was performed using asymmetric real-time PCR.

RESULTS

RESULTS: The study included  26 young  men and 110 young  women which the average age was 20.8±4.8 (SD) years. Gender  was  a  significant  factor  affecting  the  taste  perception  of  the  sweetness  sugars  (maltose,  glucose,  sucrose and fructose) in students. Young  men more often than young  women  could  not distinguish  the taste of four sugars (β=-2.93(0.99), p=0.003). The rs4920566 polymorphism in TAS1R2 gene did not affect the ability of students to distinguish the taste of four natural sugars. It was found that the variation series of STS values for sucrose in young women with the A allele (16.0[16.0–31.0] versus 16.0[8.0–16.0] mmol/l, pcor=0.002) and A/G genotype  (16.0[16.0–31.0] vs. 16.0[8.0–16.0] mmol/l, pcor=0.010) were significantly  lower compared to young men. Separately, in young women with the G/G genotype the range of STS is shifted towards higher concentrations of sucrose compared with women with the A/G genotype (16.0[16.0–31.0] vs. 16.0[8.0 -16.0] mmol/l, pcor=0.039). Testing the hypothesis about the randomness of the relationship between the rs4920566 genotypes  of the TAS1R2 gene and the liking rating of foods with a sweet taste using Kruskal-Wallis test did not allow us to conclude that the A/A, A/G and G/G genotypes of the TAS1R2 gene influence the choice of sugary high-calorie foods in students.

CONCLUSION

CONCLUSION: Our results are consistent with the literature data and confirm that rs4920566 polymorphism of TAS1R2 gene cannot be an informative marker for the diagnosis of metabolic conditions associated with the consumption of high-calorie sweet foods. Likely, its functions are related to the mechanisms of neurotransduction of the sweet taste signal.

сладкий вкуспорог чувствительностипищевое предпочтениеполиморфизмгенsweet tastesensitivity thresholdsfood preferencepolymorphismgeneРабота выполнена с привлечением средств ФИЦ УУХ СО РАН и кафедры бионанотехнологии КемГУ. Авторы выражают слова благодарности всем студентам, принявшим участие в исследовании.ReferencesSpence C. Comfort food: A review. Int J Gastron Food Sci. 2017;9(4):105-109. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijgfs.2017.07.001Spence C. Comfort food: A review. Int J Gastron Food Sci. 2017;9(4):105-109. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijgfs.2017.07.001Wilk K., Korytek W., Pelczynska M., et al. The effect of artificial sweeteners use on sweet taste perception and weight loss efficacy: A review. Nutrients. 2022;14(6):1261. doi: https://doi.org/10.3390/nu14061261Wilk K., Korytek W., Pelczynska M., et al. The effect of artificial sweeteners use on sweet taste perception and weight loss efficacy: A review. Nutrients. 2022;14(6):1261. doi: https://doi.org/10.3390/nu14061261Захарова И.Н., Дмитриева Ю.А., Мачнева Е.Б., Касьянова А.Н. Физиология вкусового восприятия: роль генетических и средовых факторов в формировании вкусовых предпочтений // Российский вестник перинатологии и педиатрии. — 2018. — Т. 63. — №4. — С. 23-29. doi: https://doi.org/10.21508/1027-4065-2018-63-4-23-29Zakharova IN, Dmitriyeva YuA, Machneva EB, Kasyanova AN. Physiology of taste perception: the role of genetic and environmental factors in the formation of taste preferences. Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. 2018;63(4):23-29. (In Russ.). doi: https://doi.org/10.21508/1027-4065-2018-63-4-23-29Chamoun E, Mutch DM, Allen-Vercoe E, et al. A review of the associations between single nucleotide polymorphisms in taste receptors, eating behaviors, and health. Crit Rev Food Sci Nutr. 2018;58(2):194-207. doi: https://doi.org/10.1080/10408398.2016.1152229Chamoun E, Mutch DM, Allen-Vercoe E, et al. A review of the associations between single nucleotide polymorphisms in taste receptors, eating behaviors, and health. Crit Rev Food Sci Nutr. 2018;58(2):194-207. doi: https://doi.org/10.1080/10408398.2016.1152229Колесников С.С., Быстрова М.Ф. Молекулярные и клеточные механизмы вкуса // Биологические мембраны. — 2018. — Т. 35. — №6. — С. 409-423. doi: https://doi.org/10.1134/S0233475518060063Kolesnikov SS, Bystrova MF. Molecular and Cellular Mechanisms of Taste. Biologicheskie membrany. 2018;35(6):409-423. (In Russ.). doi: https://doi.org/10.1134/S0233475518060063Treesukosol Y, Smith KR, Spector AC. The functional role of the T1R family of receptors in sweet taste and feeding. Physiol Behav. 2011;105(1):14-26. doi: https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2011.02.030Treesukosol Y, Smith KR, Spector AC. The functional role of the T1R family of receptors in sweet taste and feeding. Physiol Behav. 2011;105(1):14-26. doi: https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2011.02.030Гиляров Д.А., Сахарова Т.А., Буздин А.А. Молекулярные рецепторы вкусовых веществ // Биоорганическая химия. — 2009. — Т. 35. — №1. — С. 5-14.Giljarov DA, Sakharova TA, Buzdin AA. Molecular receptors of taste agents. Bioorganic chemistry. 2009;35(1):5-14 (In Russ.).Bachmanov AA, Bosak NP, Floriano WB, et al. Genetics of sweet taste preferences. Flavour Fragr J. 2011;26(4):286-294. doi: https://doi.org/10.1002/ffj.2074Bachmanov AA, Bosak NP, Floriano WB, et al. Genetics of sweet taste preferences. Flavour Fragr J. 2011;26(4):286-294. doi: https://doi.org/10.1002/ffj.2074Dias AG, Eny KM, Cockburn M, et al. Variation in the TAS1R2 gene, sweet taste perception and intake of sugars. J Nutrigenet Nutrigenomics. 2015;8(2):81-90. doi: https://doi.org/10.1159/000430886Dias AG, Eny KM, Cockburn M, et al. Variation in the TAS1R2 gene, sweet taste perception and intake of sugars. J Nutrigenet Nutrigenomics. 2015;8(2):81-90. doi: https://doi.org/10.1159/000430886Carrai M, Campa D, Vodicka P, et al. Association between taste receptor (TAS) genes and the perception of wine characteristics. Sci Rep. 2017;7(1):9239. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-08946-3Carrai M, Campa D, Vodicka P, et al. Association between taste receptor (TAS) genes and the perception of wine characteristics. Sci Rep. 2017;7(1):9239. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-08946-3Farinella R, Erbi I, Bedini A, et al. Polymorphic variants in Sweet and Umami taste receptor genes and birthweight. Sci Rep. 2021;11(1):4971. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-021-84491-4.Farinella R, Erbi I, Bedini A, et al. Polymorphic variants in Sweet and Umami taste receptor genes and birthweight. Sci Rep. 2021;11(1):4971. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-021-84491-4.Dotson CD, Zhang L, Xu H, et al. Bitter taste receptors influence glucose homeostasis. PLoS One. 2008;3(12):e3974. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0003974Dotson CD, Zhang L, Xu H, et al. Bitter taste receptors influence glucose homeostasis. PLoS One. 2008;3(12):e3974. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0003974Spence C. Do men and women really live in different taste worlds? Food Qual Prefer. 2019;73:38-45. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodqual.2018.12.002Spence C. Do men and women really live in different taste worlds? Food Qual Prefer. 2019;73:38-45. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodqual.2018.12.002Гудман М., Морхауз Ф. Органические молекулы в действии — М.: Мир; 1977. 336 с.Gudman M, Morhauz F. Organicheskie molekuly v dejstvii. Moscow: Mir; 1977. 336 p. (In Russ.).Химический состав российских пищевых продуктов: Справочник / Под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна — М.: ДеЛи принт; 2002. 236 с.Himicheskij sostav rossijskih pishhevyh produktov: Spravochnik. Ed by IM. Skurihina, VA. Tutel'jana. Moscow: DeLi print; 2002. 236 p. (In Russ.).Arid J, Antunes LAA, Koch LFA, et al. Association of taste receptor gene polymorphisms with dental caries. Braz Oral Res. 2020;34:e055. doi: https://doi.org/10.1590/1807-3107bor-2020.vol34.0055Arid J, Antunes LAA, Koch LFA, et al. Association of taste receptor gene polymorphisms with dental caries. Braz Oral Res. 2020;34:e055. doi: https://doi.org/10.1590/1807-3107bor-2020.vol34.0055Methven L, Ellis L, Kavaliauskaite G. Investigating perception and liking of non-nutritive sweeteners in individuals representing different taste receptor genotypes. In: 15th Weurman Flavour Research Symposium, 18-22 September 2017, Graz, Austria, P. 193-198; 2018. doi:https://doi.org/10.3217/978-3-85125-593-5-42. Available at: http://centaur.reading.ac.uk/74805/ Accessed August 4, 2022.Methven L, Ellis L, Kavaliauskaite G. Investigating perception and liking of non-nutritive sweeteners in individuals representing different taste receptor genotypes. In: 15th Weurman Flavour Research Symposium, 18-22 September 2017, Graz, Austria, P. 193-198; 2018. doi:https://doi.org/10.3217/978-3-85125-593-5-42. Available at: http://centaur.reading.ac.uk/74805/ Accessed August 4, 2022.Sikhayeva N, Talzhanov Y, Dzharmukanov Z, et al. Genetic variations of nutrition related genes and food preferences in the kazakhs of Kazakhstan. Eurasian J Appl Biotechnol. 2021;(4):17-32. doi: https://doi.org/10.11134/btp.4.2021.2Sikhayeva N, Talzhanov Y, Dzharmukanov Z, et al. Genetic variations of nutrition related genes and food preferences in the kazakhs of Kazakhstan. Eurasian J Appl Biotechnol. 2021;(4):17-32. doi: https://doi.org/10.11134/btp.4.2021.2Ensembl [Internet]. EMBL-EBI: European Molecular Biology Laboratory (EU) and The Wellcome Trust Sanger Institute (GB); 2022. - Human (GRCh38.p13) [Cited 2022 Aug 4]; Available from: https://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Info/IndexEnsembl [Internet]. EMBL-EBI: European Molecular Biology Laboratory (EU) and The Wellcome Trust Sanger Institute (GB); 2022. - Human (GRCh38.p13) [Cited 2022 Aug 4]; Available from: https://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Info/IndexCattaneo C, Riso P, Laureati M, et al. Exploring Associations between Interindividual Differences in Taste Perception, Oral Microbiota Composition, and Reported Food Intake. Nutrients. 2019;11(5):1167. doi: https://doi.org/10.3390/nu11051167Cattaneo C, Riso P, Laureati M, et al. Exploring Associations between Interindividual Differences in Taste Perception, Oral Microbiota Composition, and Reported Food Intake. Nutrients. 2019;11(5):1167. doi: https://doi.org/10.3390/nu11051167Wendell S, Wang X, Brown M, et al. Taste genes associated with dental caries. J Dent Res. 2010;89(11):1198-1202. doi: https://doi.org/10.1177/0022034510381502Wendell S, Wang X, Brown M, et al. Taste genes associated with dental caries. J Dent Res. 2010;89(11):1198-1202. doi: https://doi.org/10.1177/0022034510381502

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