Phân tích trình tự vùng gen ty thể HV1 và HV2 trên dân tộc Chăm Việt Nam

TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC
TCNCYH 108 (3) - 20178
PHÂN TÍCH TRÌNH TỰ VÙNG GEN TY THỂ HV1 VÀ HV2 
TRÊN DÂN TỘC CHĂM VIỆT NAM
Trần Thị Thúy Hằng, Trần Huy Thịnh, Trần Vân Khánh
Trường Đại học Y Hà Nội
Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu xác định trình tự và phân tích tính đa hình nucleotid đơn (Single 
nucleotid polymorphisms - SNP) vùng gen ty thể HV1, HV2 trên dân tộc Chăm Việt Nam. Kỹ thuật giải trình 
tự gen được được áp dụng để phân tích 100 mẫu DNA của người dân tộc Chăm, kết quả được so sánh 
với trình tự chuẩn rCRS, từ đó phân tích tính đa hình nucleotid đơn (SNP) của vùng gen HV1 và HV2. 
Kết quả cho thấy đã xác định được trình tự hoàn chỉnh vùng gen HV1, HV2 và phát hiện được nhiều SNP 
ở các mẫu nghiên cứu. Xác định được tỷ lệ một số SNP hay gặp: SNP A73G và A263G, 315insC gặp ở 
100% mẫu nghiên cứu, 309insC là 64%, T16189C là 56%, A16183C là 44%, C16223T là 37%, G16129A 
là 23%, T16304C là 21%, C16261T là 20%; C150T là 20%; A210G là 20%. Đây là số liệu đầu tiên, 
hoàn chỉnh về trình tự vùng gen ty thể HV1 và HV2 của dân tộc Chăm với số lượng mẫu tương đối lớn.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Từ khóa: DNA ty thể, gen HV1, gen HV2, dân tộc Chăm.
 Vùng gen ty thể HV1 và HV2 được Anderson 
và cộng sự xác định năm 1981 nằm trong vùng 
điều khiển D-loop của DNA ty thể được gọi là 
vùng siêu biến 1 (HV1- Hypervariable region 1) 
có kích thước 359bp ở vị trí 16024 - 16383 và 
vùng siêu biến 2 (HV2 - Hypervariable region 
2) có kích thước 315bp nằm ở vị trí 57 - 372 
[1]. Đây là vùng có tần số đột biến cao nhất 
trong hệ gen ty thể người [2]. 
Cũng giống như hệ gen trong nhân, hệ gen 
ty thể mang những trình tự đa hình. Đa hình là 
sự khác biệt về chuỗi DNA giữa những cá thể, 
các nhóm, hoặc các quần thể. Nó bao gồm đa 
hình nucleotid đơn (SNP), các chuỗi lặp, thêm 
đoạn, mất đoạn và tái tổ hợp. Đa hình gen có 
thể là kết quả của quá trình tiến hóa hoặc được 
tạo nên bởi yếu tố bên ngoài (như virus hoặc 
chiếu xạ). Người ta cho rằng đa hình giúp ty 
thể ít nhạy cảm với sự thay đổi năng lượng, do 
đó tạo nhiều nhiệt và các gốc tự do, giúp con 
người thích ứng khi di cư tới nơi có khí hậu 
lạnh hơn như từ châu Phi sang châu Âu [3]. 
Cho đến nay người ta đã thống kê được 623 
kiểu đa hình trên genom ty thể người, trong 
đó trên gen HV1 có 49 vị trí nucleotid thay đổi, 
trên gen HV2 có 105 vị trí nucleotid thay đổi 
được công bố trong ( 
năm 2013 [4 - 7]. 
Những nghiên cứu gần đây, cho thấy đa 
hình trên gen HV1 và HV2 có liên quan đến 
nhiều bệnh, các bệnh ty thể thường gặp như: 
hội chứng Leigh, bệnh thần kinh Leber, bệnh 
LHON, hội chứng Kearns - Sayre, hội chứng 
Pearson, hội chứng NARP các bệnh liên quan 
đến quá trình chuyển hóa, lão hóa như: Đái 
Địa chỉ liên hệ: Trần Vân Khánh, Trung tâm Nghiên 
cứu Gen - Protein, Trường Đại học Y Hà Nội
Email: [email protected]
Ngày nhận: 02/03/2017
Ngày được chấp nhận: 26/6/2017
TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC
TCNCYH 108 (3) - 2017 9
tháo đường, Alzheimer, Pakinson; các bệnh 
liên quan đến ung thư [8 - 12].
Đề tài được thực hiện với mục tiêu: Xác 
định trình tự và phân tích tính đa hình nucleotid 
đơn vùng gen ty thể HV1, HV2 trên dân tộc 
Chăm Việt Nam.
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
1. Đối tượng
100 mẫu máu ngoại vi (chống đông bằng 
EDTA) của người bình thường, khỏe mạnh 
thuộc dân tộc Chăm Việt Nam (sống ở tỉnh 
Bình Thuận).
2. Phương pháp
DNA tổng số được tách chiết từ các mẫu 
máu toàn phần theo phương pháp sử dụng en-
zym protease K và phenol:chloroform:isoamyl 
alcohol.
Sử dụng cặp mồi đặc hiệu khuếch đại vùng 
gen HV1 và HV2: 
HV1F: 5’- CTC CAC CAT TAG CAC CCA 
AAG C -3’
HV1-R: 5’- CCT GAA GTA GGA ACC AGA 
TG -3’
HV2-F: 5’- GGT CTA TCA CCC TAT TAA 
CCA C -3’
HV2-R: 5’- CTG TTA AAA GTG CAT ACC 
GCC A -3’
Thành phần của phản ứng PCR: 1X đệm 
PCR; 2,5 mM dNTP; 0,2 µl mồi xuôi và ngược; 
0,5 unit Taq polymerase; 50ng DNA và H2O, 
tổng thể tích 20 µl.
Chu trình nhiệt của phản ứng PCR: 94oC - 5 
phút; 30 chu kỳ [94oC- 30 giây, 54oC - 30 giây, 
72oC - 30 giây]; 72oC - 5 phút; bảo quản mẫu 
ở 15o C.
Giải trình tự gen theo qui trình BigDye termi-
nator sequencing (Applied Biosystems, Foster 
city, USA). Tiến hành trên máy 3100-Avant Ge-
netic Analyzer của hãng ABI-PRISM. So sánh 
với trình tự GeneBank để xác định đa hình. 
Kết quả giải trình tự gen được đối chiếu và so 
sánh với trình tự chuẩn J01415 trên GeneBank 
(National center for biotechnology information, 
NCBI) phân tích bằng phần mềm CLC Main 
Workbench 6.01 để xác định đa hình hai vùng 
siêu biến HV1 và HV2.
3. Đạo đức nghiên cứu
Đối tượng tham gia nghiên cứu hoàn toàn 
tự nguyện và có quyền rút khỏi nghiên cứu khi 
không đồng ý tiếp tục tham gia. Các thông tin 
cá nhân sẽ được đảm bảo bí mật. 
III. KẾT QUẢ
1. Khuếch đại vùng gen HV1 và HV2
DNA sau khi được tách chiết có chất lượng tốt sẽ được sử dụng để khuếch đại gen HV1 và HV2 
bằng các cặp mồi đặc hiệu với điều kiện thành phần phản ứng và chu trình nhiệt như đã mô tả ở 
phần phương pháp.
Hình 1. Sản phẩm khuếch đại vùng gen HV1 của (A) và HV2 (B) 
 1-22: 22 mẫu nghiên cứu người dân tộc Chăm. M: Thang chuẩn 100bp
TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC
TCNCYH 108 (3) - 201710
Sản phẩm khuyếch đại vùng gen HV1 và HV2 có chất lượng tốt chỉ gồm một băng đặc hiệu có 
kích thước 543 bp và 422 bp. 
2. Kết quả phân tích trình tự vùng gen HV1 và HV2
2.1. Trình tự nucleotid vùng gen ty thể HV1
Hình 2. Các vị trí đa hình nucleotid đơn (SNP) của vùng gen HV1
được đối chiếu với trình tự chuẩn do Anderson và cs công bố năm 1981 [1]
Hình 3. Hình ảnh giải trình tự một số SNP vùng gen ty thể HV1
của mẫu nghiên cứu mã số 12 (MS12)
(SNP: C16278T; C16291A; T16297C)
TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC
TCNCYH 108 (3) - 2017 11
2.2. Trình tự nucleotid vùng gen ty thể HV2
Hình 4. Các vị trí đa hình nucleotid đơn (SNP) của vùng gen HV2
được đối chiếu với trình tự chuẩn do Anderson và cs công bố năm 1981 [1]
Hình 5. Hình ảnh giải trình tự một số SNP vùng gen ty thể HV2
của mẫu nghiên cứu mã số 15 (MS15)
(SNP: 249DelA; A263G)
TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC
TCNCYH 108 (3) - 201712
2.3. Đa hình nuleotid đơn (SNP) vùng gen 
ty thể HV1 và HV2
Kết quả giải trình tự gen HV1 và HV2 của 
100 mẫu nghiên cứu được tiến hành so sánh 
với trình tự chuẩn, cho thấy có khá nhiều vị trí 
đa hình so với trình tự chuẩn. Mẫu có ít vị trí 
đa hình nhất là 7, trong khi mẫu có nhiều vị trí 
đa hình nhất là 19. Chúng tôi cũng nhận thấy 
rằng, các vị trí đa hình tập trung nhiều hơn ở 
gen HV1. 
Các vị trí đa hình hay gặp ở các mẫu nghiên 
cứu là 309insC là 64%, T16189C là 56%, 
A16183C là 44%, C16223T là 37%, G16129A 
là 23%, T16304C là 21%, C16261T là 20%, 
C150T là 20%, A210G là 20%, đặc biệt là ba 
vị trí đa hình A73G, A263G và 315insC gặp ở 
100% mẫu nghiên cứu. Các đột biến thay thế là 
phổ biến nhất, các nucleotid thêm vào thường 
là C trong khi các nucleotide mất thường là A. 
Các kết quả thu được về các vị trí đa hình trên 
hai vùng gen HV1 và HV2 phản ánh tốc độ đột 
biến rất cao của vùng gen này. 
Bảng 1. Bảng các vị trí đa hình thường gặp trên gen HV1 và HV2
Gen HV1 Tỷ lệ Tỷ lệ % Gen HV2 Tỷ lệ Tỷ lệ %
T16189C 56/100 56% A73G 100/100 100%
A16183C 44/100 44% 315insC 100/100 100%
C16223T 37/100 37% A263G 100/100 100%
G16129A 23/100 23% 309insC 64/100 64%
T16304C 21/100 21% A210G 20/100 20%
C16261T 20/100 20% C150T 20/100 20%
IV. BÀN LUẬN
Trình tự vùng gen ty thể HV1 và HV2 đã 
phân tích được có kích thước tương ứng là 
543bp và 422bp theo trình tự chuẩn CRS/
rCRS của gen ty thể. Trong thực tế, các tài 
liệu khác nhau xác định độ dài vùng gen HV1 
và HV2 là rất khác nhau. Vùng gen HV1 của 
trình tự chuẩn CRS có kích thước 359bp (từ 
vị trí 16024 – 16383) và vùng gen HV2 có kích 
thước 325bp (từ vị trí 057 – 372) [1]. Theo 
TWGDAM (Technical Working Groups for DNA 
Analysis Methods) cho rằng trình tự tối thiểu 
được chấp nhận cho vùng gen HV1 là từ vị trí 
16024 – 16365 và cho vùng gen HV2 là từ vị 
trí 073 – 340. Trình tự chuẩn Cambridge sau 
khi chỉnh sửa (rCRS) cho thấy vùng điều khiển 
D-loop nằm từ vị trí 16104 đến 16569 và từ 1 
đến 191 và không chỉ rõ vị trí vùng gen ty thể 
HV1 và HV2 [4]. Như vậy, trong nghiên cứu 
này chúng tôi đã xác định được trình tự hoàn 
chỉnh của vùng gen HV1 và HV2. 
Trình tự của các mẫu nghiên cứu được đối 
chiếu và so sánh với trình tự chuẩn, kết quả 
cho thấy có rất nhiều đa hình nucleotid đơn 
(có từ 7 đến 19 SNP ở mỗi mẫu nghiên cứu). 
Nghiên cứu năm 1999, trên 50 người Việt Nam 
đã phát hiện được 20 đa hình vị trí các enzym 
cắt trên DNA ty thể, trong đó 3 vị trí của enzym 
HaeII - 13Viet, MspI - 19Viet, MspI - 20Viet là 
các đa hình mới [5]. Khi giải trình tự 2 vùng gen 
HV1 và HV2 trên 2 mẫu dân tộc Kinh, 2 mẫu 
dân tộc Tày và một mẫu dân tộc H’Mông, đã 
phát hiện 26 vị trí đa hình trên HV1 và 5 vị trí đa 
hình trên HV2 [6]. Sự đa hình trên hai vùng siêu 
biến HV1 và HV2 hầu hết là các đa hình đơn 
TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC
TCNCYH 108 (3) - 2017 13
nucleotid (SNP). Các vị trí đa hình có thể là các 
đột biến đồng hoán (transition) - đột biến thay 
thế nucleotid có cùng gốc purin (A - G) hoặc 
pyrimidin (C - T); hoặc là các đột biến dị hoán 
(transversion) - đột biến thay thế nucleotid có 
gốc purin thành pyrimidin hoặc ngược lại (A - T, 
C - G). Các đa hình hay gặp nhất là sự thay thế 
nucleotid, các nucleotid chèn vào thường là C 
trong khi các nucleotid bị mất thường là A, [7]. 
Nghiên cứu của chúng tôi cũng nhận thấy các 
đa hình thường gặp là sự thay thế nucleotid C. 
Dạng dị hợp tử của vùng lặp Cystein 
(C-stretch) trong trình tự HV1 và HV2 đã được 
nghiên cứu nhiều và tỷ lệ đa hình vùng này 
có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các 
chủng tộc người khác nhau. Vì vậy, đa dạng 
di truyền trong vùng C-stretch có ý nghĩa 
quan trọng trong giám định hình sự gen và 
nghiên cứu di truyền quần thể. Năm 2009, 
một nghiên cứu về đa dạng di truyền của 
vùng C-stretch trên 919 người Trung Quốc, 
thuộc 8 chủng tộc khác nhau. Kết quả cho 
thấy, haplogroup AAAACCCCTCCCCC và 
AACCCCCCTCCCCC là các haplogroup đặc 
trưng cho quần thể người dân tộc Tibetan và 
Salar của Trung quốc và tỷ lệ đa hình T16189C 
thuộc vùng lặp nucleotide Cystein của gen 
HV1 là 25,14% [13]. Tỷ lệ đa hình nuleotid đơn 
T16189C trên dân tộc Chăm trong nghiên cứu 
của chúng tôi là 56%, cần có thêm nghiên cứu 
trên các dân tộc khác để tìm ra các haplogroup 
đặc trưng cho từng dân tộc. 
Nghiên cứu cũng đã thống kê ra một số 
vị trí đa hình nucleotid đơn hay gặp trên gen 
HV1 và HV2 của DNA ty thể: 309insC là 64%, 
T16189C là 56%, A16183C là 44%, C16223T 
là 37%, G16129A là 23%, T16304C là 21%, 
C16261T là 20%, C150T là 20%, A210G là 
20%, đặc biệt là ba vị trí đa hình A73G, A263G 
và 315ins (C hoặc CC) gặp ở 100% mẫu 
nghiên cứu. Kết quả này cũng tương đồng với 
kết quả trong nghiên cứu của các tác giả (năm 
2008) khi nghiên cứu trên 78 người Việt Nam 
đã thống kê được 10 vị trí đa hình hay gặp như 
T16172C (22/78), A16183C (23/78), T16189C 
(31/78), C16223T (26/78), T16304 (26/78), 
C150T (20/78), 249DelA (25/78), A263G 
(75/78), 315C (24/78), A73G (78/78) trong đó 
vị trí A73G cũng gặp ở 100% mẫu nghiên cứu, 
[7]. 
Tính đa hình/đột biến của DNA ty thể có thể 
liên quan đến các loại bệnh khác nhau trong đó 
có các bệnh về chuyển hóa, lão hóa như: Đái 
tháo đường, Alzheimer, Pakinson; các bệnh 
liên quan đến ung thư [9 - 12],Vì vậy, các 
phát hiện về đa hình/đột biến của DNA ty thể 
có vai trò rất quan trọng trong việc tìm hiểu về 
phát sinh bệnh ở người. Các số liệu thu được 
về trình tự DNA ty thể cùng với các vị trí đa hình 
DNA ty thể đã phát hiện là những tư liệu cần 
thiết cho những nghiên cứu tiếp theo về bệnh 
lý di truyền liên quan đến DNA ty thể người ở 
Việt Nam. Như vậy, nghiên cứu đã xác định 
được trình tự hoàn chỉnh vùng gen HV1 và 
HV2, xác định được các vị trí đa hình trên gen 
HV1, HV2. Đây là số liệu đầu tiên hoàn chỉnh 
về trình tự gen HV1 và HV2 của dân tộc Chăm 
Việt Nam với số lượng mẫu tương đối lớn. 
V. KẾT LUẬN
Nghiên cứu đã xác định được trình tự hoàn 
chỉnh vùng gen HV1 và HV2 của 100 mẫu 
người dân tộc Chăm Việt Nam. Tỷ lệ một số 
SNP hay gặp là: 309insC là 64%, T16189C 
là 56%, A16183C là 44%, C16223T là 37%, 
G16129A là 23%, T16304C là 21%, C16261T 
là 20%, C150T là 20%, A210G là 20%, đặc biệt 
là ba vị trí đa hình A73G, A263G và 315insC 
gặp ở 100% mẫu nghiên cứu.
Lời cảm ơn
Đề tài được thực hiện với sự hỗ trợ kinh 
phí của đề tài nhánh cấp nhà nước “Nghiên 
TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC
TCNCYH 108 (3) - 201714
cứu một số chỉ số sinh học, trình tự gen ty thể 
người Việt Nam trưởng thành và đột biến gen 
gây bệnh thalassemia” thuộc đề tài nhiệm vụ 
Quỹ gen “Đánh giá đặc điểm di truyền người 
Việt Nam”.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Anderson A, Bankier AT, Barrel BG et 
al (1981). Sequence and organisation of the 
human mitochondrial genome. Nature. 290, 
457 - 465 
2. Greenberg, B.D., J.E. Newbold, and 
A. Sugino (1983). Intraspecific nucleotide 
sequence variability surrounding the origin of 
replication in human mitochondrial DNA. Gene. 
21, 33 - 49.
3. Solano, A., et al., (2001). Genetic 
diseases of the mitochondrial DNA in humans. 
Salud Publica Mex. 43, 151 - 61.
4. Andrews RM, Kubacka I, Chinnery PE 
et al (1999). Reanalysis and revision of the 
Cambridge reference sequence for human 
mitochondrial DNA. Nature Genetics. 23, 147.
5. Ivanova R, A.V.T, at el, (1999). 
Mitochondrial DNA polymorphism in the 
Vietnamese population. European Journal of 
Immunogenetics. 26, 417 - 422.
6. Huỳnh Thị Thu Huệ, Nguyễn Đăng 
Tôn, (2005). Phân tích trình tự vùng điều khiển 
(D-LOOP) trên genome ty thể của 5 cá thể 
người Việt Nam. Tạp chí Công nghệ Sinh học. 
3, 15 - 22.
7. Nguyễn Đăng Tôn, Nguyễn Thị Tú 
Linh, Vũ Hải Chi, (2008). Đa hình đơn bội 
DNA ty thể của các cá thể người Việt Nam. 
Tạp chí Công nghệ sinh học. 6, 579 - 590 
8. Davidzon, et al (2005). Mitochondrial 
DNA and disease. Annals of Medicine. 37, 222 
- 232.
9. Lowell BB, S.G. (2005). Mitochondrial 
dysfunction and type 2 diabetes. Science. 307, 
384 - 387.
10. Chagnon P, et al (1999). Phylogenetic 
analysis of the mitochondrial genome indicates 
significant differences between patients with 
Alzheimer disease and controls in a French-
Canadian founder population. Am J Med 
Genet. 85, 20 - 30.
11. Walt JM, et al (2003). Mitochondrial 
polymorphisms significantly reduce the risk of 
Parkinson disease. Am J Hum Genet. 72, 804 
- 811.
12. Claus Desler, M.L.M., 1 Keshav K. 
Singh and Lene Juel Rasmussen (2011). 
The Importance of Mitochondrial DNA in Aging 
and Cancer. Journal of Aging Research. 9.
13. Chen F., Dang Y., Yan C et al (2009). 
Sequence-length variation of mtDNA HVS-I 
C-stretch in Chinese ethenic groups. J Zhejiang 
Univ Sci B. 10, 711 - 720
Summary
SEQUENCING ANALYSIS OF mtDNA HYPERVARIABLE 1
 AND HYPERVARIABLE 2 OF CHAM ETHIC IN VIETNAM
The objective of this study was to perform the sequencing analysis of mtDNA HV1, HV2 and to 
identify single nucleotide polymorphisms (SNP) of the HV1 and HV2 on Cham people in Vietnam. 
Sequencing method is used to analyze 100 DNA samples of Cham. The results were compared 
with the rCRS sequence, reported in the Human mitochondrial database, and then classified those 
sequences into the mitochondrial DNA haplogroups. We have performed sequencing analysis of 
TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC
TCNCYH 108 (3) - 2017 15
the HV1, HV2 and discovered many SNPs in the sample. It was found that the frequencies of SNP 
A73G and A263G are 100%, 315insC is 100%, 309insC is 64%, T16189C is 56%, A16183C is 44%, 
C16223T is 37%, G16129A is 23%, T16304C is 21%, C16261T is 20%, C150T is 20%, A210G is 
20%. In conclusion, we have assessed the single nucleotide polymorphisms of mitochondrial DNA 
HV1 and HV2 of 100 Cham ethnic samples.
Key words: mitochondrial DNA, HV1 gene, HV2 gene, Chăm ethnic.