Caracterización de los polimorfismos del gen PRNP en ovinos Zom
Resumen
Objetivo del estudio: Los polimorfismos en los codones 136, 154 y 171 del gen de la proteína priónica (PRNP) son fundamentales debido a su asociación con la susceptibilidad o resistencia al scrapie, una enfer-medad neurodegenerativa mortal en ovinos. El objetivo de este estudio fue analizar la diversidad genética del PRNP en ovinos Zom, una raza autóctona de Turquía, y evaluar sus posibles implicaciones en relación con la resistencia frente al scrapie.
Área de estudio: Turquía.
Material y métodos: A partir de muestras de sangre obtenidas de 46 ovinos Zom. Se amplificó una región de 662 pares de bases del gen PRNP mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y posteriormente se procedió a su secuenciación. Se calcularon las frecuencias alélicas y genotípicas de los polimorfismos identificados. Los posibles efectos funcionales de los polimorfismos de nucleótido único (SNPs) de tipo mis-sense fueron predichos utilizando herramientas bioinformáticas como PolyPhen-2, PANTHER y AMYCO. Asimismo, se llevó a cabo un análisis de haplotipos con el fin de evaluar la variabilidad genética.
Resultados principales: Se identificaron cinco alelos y seis genotipos. El alelo ARQ y los genotipos ARQ/ ARQ y ARR/ARQ fueron predominantes, mientras que los alelos y genotipos asociados con la resistencia fueron menos frecuentes. Se identificaron diez polimorfismos, entre ellos una variante de inserción/deleción y seis SNPs de tipo missense (mutación de sentido erróneo) que originaron sustituciones de aminoácidos. El análisis con PolyPhen-2 clasificó las variantes T195I, T196S y N146S como benignas, mientras que T193S se predijo como posiblemente perjudicial y V179G como probablemente perjudicial. PANTHER predijo que todos los SNPs evaluables podrían tener efectos perjudiciales, en tanto que AMYCO no identificó riesgo amiloidogénico. Además, se identificaron doce haplotipos distintos dentro de la población analizada.
Aspectos destacados de la investigación: Este estudio proporciona datos a nivel poblacional sobre los poli-morfismos de PRNP en ovinos Zom, lo que sugiere un vínculo potencial con la resistencia parcial al scrapie y ofrece información para futuros enfoques de reproducción.
Descargas
Citas
Acín C, Martín-Burriel I, Goldmann W, Lyahyai J, Monzon M, Bolea R, Smith A, Rodellar C, Badiola JJ, Zaragoza P, 2004. Prion protein gene polymorphisms in healthy and scrapie-affected Spanish sheep. J Gen Virol 85(7):2103-2110. https://doi.org/10.1099/vir.0.80047-0
Alvarez L, Gutierrez-Gil B, Uzun M, San Primitivo F, Arranz JJ, 2011. Genetic variability in the prion protein gene in five indigenous Turkish sheep breeds. Small Rumin Res 99(2-3):93-98. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2011.03.043
Arnold M, Ortiz-Pelaez A, 2014. The evolution of the prevalence of classical scrapie in sheep in Great Britain using surveillance data between 2005 and 2012. Prev Vet Med 117(1):242-250. https://doi.org/10.1016/j.prevetmed.2014.07.015
Babar ME, Farid A, Benkel BF, Ahmad J, Sajid IA, Imran M, Hussain T, Nadeem A, 2008. Genetic variability at seven codons of the prion protein gene in nine Pakistani sheep breeds. J Genet 87(2):187-190. https://doi.org/10.1007/s12041-008-0029-z
Bakkebø MK, Mouillet-Richard S, Espenes A, Goldmann W, Tatzelt J, Tranulis MA, 2015. The cellular prion protein: a player in immunological quiescence. Front Immunol 6:450. https://doi.org/10.3389/fimmu.2015.00450
Benarroch E, 2024. What Are the Roles of Cellular Prion Protein in Normal and Pathologic Conditions? Neurology 102(7):e209272. https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000209272
Benestad SL, Sarradin P, Thu B, Schönheit J, Tranulis MA, Bratberg B, 2003. Cases of scrapie with unusual features in Norway and designation of a new type, Nor98. Vet Rec 153(7):202-208. https://doi.org/10.1136/vr.153.7.202
Brown P, Bradley R, 1998. 1755 and all that: a historical primer of transmissible spongiform encephalopathy. BMJ 317:1688-1692. https://doi.org/10.1136/bmj.317.7174.1688
Calzolai L, Zahn R, 2003. Influence of pH on NMR structure and stability of the human prion protein globular domain. J Biol Chem 278(37):35592-35596. https://doi.org/10.1074/jbc.M303005200
Celik R, Arserim NB, Durak MH, 2012. Some production characteristics of zom sheep types. Asian J Anim Vet Adv 7:1035-1040. https://doi.org/10.3923/ajava.2012.1035.1040
Clouscard C, Beaudry P, Elsen JM, Milan D, Dussaucy M, Bounneau C, Schelcher F, Chatelain J, Launay JM, Laplanche JL, 1995. Different allelic effects of the codons 136 and 171 of the prion protein gene in sheep with natural scrapie. J Gen Virol 76(8):2097-2101. https://doi.org/10.1099/0022-1317-76-8-2097
Collinge J, Clarke AR, 2007. A general model of prion strains and their pathogenicity. Science 318(5852):930-936. https://doi.org/10.1126/science.1138718
Dawson M, Hoinville LJ, Hosie BD, Hunter N, 1998. Guidance on the use of PrP genotyping as an aid to the control of clinical scrapie. Vet Rec 142(23):623-625.
DeSilva U, Guo X, Kupfer DM, Fernando SC, Pillai ATV, Najar FZ, So S, Fitch GQ, Roe BA, 2003. Allelic variants of ovine prion protein gene (PRNP) in Oklahoma sheep. Cytogenet Genome Res 102(1-4):89-94. https://doi.org/10.1159/000075731
Drögemüller C, De Vries F, Hamann H, Leeb T, Distl O, 2004. Breeding German sheep for resistance to scrapie. Vet Rec 154(9):257-260. https://doi.org/10.1136/vr.154.9.257
Gmür A, Gaillard C, Dolf G, 2004. Characterization of the prion protein gene (PRNP) region in Swiss sheep breeds. J Anim Breed Genet 121(3):216-220. https://doi.org/10.1111/j.1439-0388.2004.00447.x
Goldmann W, 2008. PrP genetics in ruminant transmissible spongiform encephalopathies. Vet Res 39(4):30. https://doi.org/10.1051/vetres:2008010
Guan F, Pan L, Li J, Tang H, Zhu C, Shi G, 2011. Polymorphisms of the prion protein gene and their effects on litter size and risk evaluation for scrapie in Chinese Hu sheep. Virus Genes 43:147-152. https://doi.org/10.1007/s11262-011-0609-5
Hafi A, Eather J, Garner G, 2017. Economic consequences of a scrapie outbreak in Australia. ABARES research report 17.10, Australian Bureau of Agricultural and Resource Economics and Sciences, Canberra, Australia. 108 pp.
Hunter N, Goldmann W, Foster JD, Cairns D, Smith G, 1997. Natural scrapie and PrP genotype: case-control studies in British sheep. Vet Rec 141(6):137-140. https://doi.org/10.1136/vr.141.6.137
Ikeda T, Horiuchi M, Ishiguro N, Muramatsu Y, Kai-Uwe GD, Shinagawa M, 1995. Amino acid polymorphisms of PrP with reference to onset of scrapie in Suffolk and Corriedale sheep in Japan. J Gen Virol 76(10):2577-2581. https://doi.org/10.1099/0022-1317-76-10-2577
Ji HF, Zhang HY, 2010. β-sheet constitution of prion proteins. Trends Biochem Sci 35(3):129-134. https://doi.org/10.1016/j.tibs.2009.12.002
Karami M, Amirinia C, Kashan NEJ, Amirmozafari N, Chamani M, Banabazi MH, 2011. Polymorphisms of the prion protein gene Arabi sheep breed in Iran. Afr J Biotechnol 10(70):15819-15822. https://doi.org/10.5897/AJB10.1780
Kurar E, Bulut Z, Nizamoğlu M, 2014. Türkiye’de bulunan bazı koyun ırklarının PrP lokus polimorfizmleri yönünden incelenmesi. Eurasian J Vet Sci 30(3):145-151. https://doi.org/10.15312/EurasianJVetSci.201436514
Meydan H, Yüceer B, Degirmenci R, Özkan MM, Yildiz MA, 2012. Prion protein gene polymorphism and genetic risk evaluation for scrapie in all Turkish native sheep breeds. Virus Genes 45:169-175. https://doi.org/10.1007/s11262-012-0744-7
Miller SA, Dykes DD, Polesky HF, 1988. A simple salting out procedure for extracting DNA from human nucleated cells. Nucleic Acids Res 16(3):1215. https://doi.org/10.1093/nar/16.3.1215
Minor Jr DL, Kim PS, 1994. Measurement of the β-sheet-forming propensities of amino acids. Nature 367(6464):660-663. https://doi.org/10.1038/367660a0
Moum T, Olsaker I, Hopp P, Moldal T, Valheim M, Moum T, Benestad SL, 2005. Polymorphisms at codons 141 and 154 in the ovine prion protein gene are associated with scrapie Nor98 cases. J Gen Virol 86(1):231-235. https://doi.org/10.1099/vir.0.80437-0
O’Doherty E, Aherne M, Ennis S, Weavers E, Roche JF, Sweeney T, 2001. Prion protein gene polymorphisms in pedigree sheep in Ireland. Res Vet Sci 70(1):51-56. https://doi.org/10.1053/rvsc.2000.0441
Prusiner SB, 1998. Prions. Proc Natl Acad Sci USA 95(23):13363-13383. https://doi.org/10.1073/pnas.95.23.13363
Saunders GC, Lantier I, Cawthraw S, Berthon P, Moore SJ, Arnold ME, Windl O, Simmons MM, Andréoletti O, Bellworthy S, Lantier F, 2009. Protective effect of the T112 PrP variant in sheep challenged with bovine spongiform encephalopathy. J Gen Virol 90(10):2569-2574. https://doi.org/10.1099/vir.0.012724-0
Sezgin E, Teferedegn EY, Ün C, Yaman Y, 2022. Excessive replacement changes drive evolution of global sheep prion protein (PRNP) sequences. Heredity 128(5):377-385. https://doi.org/10.1038/s41437-022-00520-6
Stepanek O, Horin P, 2017. Genetic diversity of the prion protein gene (PRNP) coding sequence in Czech sheep and evaluation of the national breeding programme for resistance to scrapie in the Czech Republic. J Appl Genet 58:111-121. https://doi.org/10.1007/s13353-016-0354-5
U.S. Department of Agriculture, Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS), 2025. Scrapie. https://www.aphis.usda.gov/livestock-poultry-disease/sheep-goat/scrapie [11 June 2025]
Teferedegn EY, Yaman Y, Un C, 2020. Five novel PRNP gene polymorphisms and their potential effect on Scrapie susceptibility in three native Ethiopian sheep breeds. BMC Vet Res 16:122. https://doi.org/10.1186/s12917-020-02336-0
Ün C, Oztabak K, Ozdemir N, Akıs I, Mengi A, 2008. Genotyping of PrP gene in native Turkish sheep breeds. Small Rumin Res 74(1):260-264. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2007.06.002
Vaccari G, Petraroli R, Agrimi U, Eleni C, Perfetti MG, Di Bari MA, Morelli L, Ligios C, Busani L, Nonno R, Di Guardo G, 2001. PrP genotype in Sarda breed sheep and its relevance to scrapie. Arch Virol 146:2029-2037. https://doi.org/10.1007/s007050170050
Wang Y, Qin Z, Qiao J, Zhao D, 2008. Polymorphisms of the prion protein gene in sheep of Inner Mongolia, China. Virus Genes 37:128-130. https://doi.org/10.1007/s11262-008-0244-y
Warner R, Morris D, Dawson M, 2006. PrP genotype progression in flocks participating in the National Scrapie Plan for Great Britain. Vet Rec 159(15):473-479. https://doi.org/10.1136/vr.159.15.473
Yamaguchi KI, Matsumoto T, Kuwata K, 2008. Critical region for amyloid fibril formation of mouse prion protein: unusual amyloidogenic properties of the helix 2 peptide. Biochemistry 47(50):13242-13251. https://doi.org/10.1021/bi801562w
Zeder MA, 2008. Domestication and early agriculture in the Mediterranean Basin: Origins, diffusion, and impact. Proc Natl Acad Sci USA 105(33):11597-11604. https://doi.org/10.1073/pnas.0801317105
Derechos de autor 2026 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Esta obra está bajo licencia internacional Creative Commons Reconocimiento 4.0.
© CSIC. Los originales publicados en las ediciones impresa y electrónica de esta Revista son propiedad del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, siendo necesario citar la procedencia en cualquier reproducción parcial o total.
Salvo indicación contraria, todos los contenidos de la edición electrónica se distribuyen bajo una licencia de uso y distribución “Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional ” (CC BY 4.0). Consulte la versión informativa y el texto legal de la licencia. Esta circunstancia ha de hacerse constar expresamente de esta forma cuando sea necesario.
No se autoriza el depósito en repositorios, páginas web personales o similares de cualquier otra versión distinta a la publicada por el editor.
