FORPRION

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND PRIONEN

Erl 2 BSE Genetik C

Arbeitsfeld:

Ziel des Forschungsprojektes war es, beim Rind DNA-Polymorphismen im Prionprotein-Gen zu identifizieren. Diese Polymorphismen sollten hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Anfälligkeit bzw. Resistenz gegenüber BSE-Infektionen untersucht werden um ähnlich wie bei Schafen, eine gezielte Zucht von BSE-resistenteren Rindern zu ermöglichen. Dies sollte erstmalig auch unter Berücksichtigung der verschiedenen Rinderrassen erfolgen. Im Gegensatz zu Mensch und Schaf besitzt das Rind nur wenige Polymorphismen, die zu einer veränderten Aminosäuresequenz führen. Da kein Polymorphismus in der codierenden Region eine signifikante Assoziation zu einer BSE-Anfälligkeit zeigte, wurden von uns und anderen Arbeitsgruppen die Promoterregion, die das erste Exon des Prionprotein-Gens umgibt und die einen Einfluss auf die Transkriptionsrate des Gens ausübt, näher untersucht. Die Promoterregion erwies sich als sehr variabel. Somit konnten zahlreiche Polymorphismen isoliert werden, die sowohl als Einzelnukleotidpolymorphismen (single nucleotide polymorphisms, SNPs) als auch als Insertions/Deletionspolymorphismen (indels) vorkamen. Die Genotypisierung dieser Polymorphismen führte zu signifikanten Unterschieden in der Verteilung in einer Kontrollgruppe verglichen mit den BSE-Tieren. Dies deutet auf eine Assoziation dieser Polymorphismen mit einer teilweisen Anfälligkeit bzw. Resistenz gegenüber einer BSE-Infektion hin. Um zu untersuchen, welchen Einfluss diese Polymorphismen auf die Expression des Gens haben, wurden verschiedene Kombinationen dieser Polymorphismen (Haplotypen) in Expressionsvektoren kloniert und in neuronale Zellen transfiziert. Dabei zeigte sich, dass eine bestimmte Kombination von 12 Polymorphismen eine signifikant geringere Expression zeigte, als alle anderen Kombinationen. Genau dieser schwach exprimierende Haplotyp war in allen bisher untersuchten deutschen Rinderrassen seltener bei BSE-Tieren zu finden, als dies aufgrund der Kontrolltiere zu erwarten wäre. Diese Beobachtung stimmt gut mit Untersuchungen an Mäusen überein, die gezeigt hatten, dass endogenes Prionprotein eine notwendige Voraussetzung für eine Infektion ist und dass die Zeit bis zum Ausbruch der Erkrankung sehr stark mit der Menge an vorhandenem endogenem Prionprotein zusammen hängt. Somit besteht zum ersten Mal die Möglichkeit auch bei Rindern bevorzugt solche Tiere zu züchten, die möglicherweise eine geringere Wahrscheinlichkeit haben, an BSE zu erkranken, da sie über weniger eigenes Prionprotein verfügen. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit, dass durch eine Infektion mit einem falsch gefalteten Prionprotein auch das endogene Prionprotein diese falsche Faltung erhält geringer. Die Ergebnisse werden derzeit mit Hilfe der auf der Insel Riems durchgeführten Infektionsversuche an 56 Rindern überprüft.