Analysis of DNA sequence variants in candidate genes for bovine spongiform encephalopathy (BSE) susceptibility located in a QTL region on bovine chromosome 17q23-q24

Abstract

Die bovine spongiforme Enzephalopatie (Bovine Spongiform Encephalopathy - BSE) gehört zu der Gruppe der übertragbaren spongiösen Enzephalopathien (Transmissible Spongiform Encephalopathies TSE). Mit dem Aufkommen der BSE-Krise in Europa wurden verschiedene Studien durchgeführt, um mögliche Zusammenhänge zwischen Polymorphismen des Prion Protein Gens (prion protein gene - PRNP) und BSE aufzuzeigen. Im Gegensatz zu Schafen, Ziegen und Menschen wurde bei Rindern bisher kein Polymorphismus in der kodierenden Region des PRNPs identifiziert, der zu einer TSE-Prädisposition oder -Resistenz führt. Allerdings konnten vielversprechende Zusammenhänge zwischen Varianten in regulatorischen Bereichen des PRNP Gens (Promotor, Intron 1) und der Krankheit aufgezeigt werden. Weiterhin wurden parallel zu diesen Analysen verschiedene, das gesamte Genom umfassende, Marker-Scans durchgeführt, bei denen signifikante Assoziationen zwischen chromosomalen Regionen auf BTA17 und BTAX/Yps und der Prädisposition oder Resistenz gegenüber BSE ermittelt wurden. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die molekulare Analyse von funktionellen und positionellen Kandidaten-Genen in der QTL Region BTA17q23-q24. Die Gene RNP24 (coated vesicle membrane protein), PITPNM2 (phosphatidylinositol transfer protein, membrane-associated 2), PSMD9 (proteasome, 26S subunit, non-ATPase, 9) und B3GNT4 (UDP-Gal beta-1,3-N-acetylglucosaminyltransferase 4) wurden analysiert. Zusätzlich wurde CHST8 (carbohydrate N-acetylgalactosamine 4-0, sulfotransferase 8) als Kandidaten-Gen einer Prädisposition für BSE analysiert. CHST8 befindet sich zwar nicht in einer der QTL Regionen, seine Expression ist jedoch in Scrapie-infizierten Zellen ca. 17-fach herunterreguliert. DNA von erkrankten Tieren und Kontrolltieren (Holstein Friesian, Deutsches Fleckvieh und Brown Swiss) wurde auf Mutationen in den Genen RNP24, PITPNM2, PSMD9, B3GNT4 und CHST8 überprüft. Die Untersuchung umfaßte alle Exons, Exon-Intron Spleißübergänge und ca. 1-2 kb des 5`-Bereiches jedes Gen! s. Nur ein Polymorphismus war nicht synonym (SNP in B3GNT4: p.His3Arg). Bei allen anderen Polymorphismen handelte es sich um stille Mutationen. Die Ergebnisse der Assoziationsanalyse zeigen, dass die Sequenzvarianten (g.55191700C>T; g.55201759C>T; g.56110484G>A) bei Holstein Friesian, die Sequenzvarianten (g.54756194T>C; g.54755280G>A; g.55855523T>C; g.56110399T>G) beim Deutschem Fleckvieh und die Sequenzvarianten g.54755280G>A; g.54754830G>A; g.55123115A>G; g.55123252G>A; g.55178941C>T; g.55191700C>T; g.55195765T>C; g.55198570C>T; g.55201759C>T; g.37254017G>T) bei Brown Swiss signifikante Assoziationen zu einer Prädisposition/Resistenz gegenüber BSE aufweisen.