牛羊PRNP基因多态性与疯牛病抗性研究进展

"本文主要探讨了牛羊朊蛋白基因(PRNP)的多态性与抗病性之间的关系，分析了PRNP基因的结构、功能以及其在绵羊和牛科动物中的突变如何影响传染性海绵状脑病(TSE)的易感性和抵抗性。文章详细阐述了启动子区域和内含子区域的插入/缺失变异与疯牛病(BSE)抗病性的作用机制，并总结了全球已知的牛科动物12和23bp插入/缺失的等位基因频率，为牛的分子育种提供了科学依据。" 朊蛋白基因(PRNP)是哺乳动物中一个至关重要的基因，它编码的朊蛋白在正常情况下参与神经细胞的生理功能，但其异常构象可能导致传染性海绵状脑病(TSE)，如疯牛病(Bovine Spongiform Encephalopathy, BSE)和克雅氏病(Creutzfeldt-Jakob Disease, CJD)。PRNP基因的多态性是决定个体对TSE易感性或抵抗性的关键因素。 文章首先介绍了朊蛋白基因的编码结构和功能。朊蛋白正常形式（PrPC）在细胞膜上表达，具有α螺旋和β片层结构，而病理形式（PrPSc）则主要由β片层构成，这种构象的改变被认为是TSE病发病的直接原因。PRNP基因的变异可以影响朊蛋白的结构稳定性，从而影响其转化为病理性形式的能力。 在绵羊中，PRNP基因编码区的突变与TSE的致病性有直接关联。某些特定的氨基酸替换可降低或增强绵羊对TSE的易感性。例如，著名的"Arab"和"Hom"等位基因在不同品种的绵羊中表现出不同的抗病性。 对于牛科动物，特别是与BSE相关的抗病性，文章关注了启动子区域和第一内含子内的插入/缺失变异。23bp插入/缺失变异影响PRNP基因的转录效率，可能改变朊蛋白的表达水平，从而影响BSE的感染性。同样，12bp插入/缺失变异也与BSE抗病性相关，可能通过影响剪接效率或蛋白质翻译来发挥作用。 全球范围内，已有多项研究报道了牛科动物中12bp和23bp插入/缺失的等位基因频率。这些数据对于评估不同地区和品种的牛对BSE的易感性至关重要。通过对这些变异的深入理解，可以指导牛的分子育种工作，培育出对TSE具有更高抵抗力的品种。 这项研究为理解朊蛋白基因多态性如何影响动物对TSE的抵抗力提供了宝贵的信息，并为未来预防和控制这类疾病提供了理论基础和实践指导。通过对PRNP基因的持续研究，科学家们有望开发出更有效的防治策略，保护畜牧业免受TSE的威胁。