프리온 질환은 사람, 소, 염소, 사슴과 엘크를 을 포함하여 광범위한 숙주 다양성을 보이는 질환이다. 그러나, 개에서는 현재까지 프리온 질환이 보고된 바 없으며, 개는 프리온 저항성 동물로 간주되어 왔다. 기보고된 환자-대조군 연구들에서는 프리온 질환의 진행에서 프리온 단백질 유전자 (PRNP) 및 프리온 단백질 유사 유전자 (PRND)의 다형성과 강력한 연관성을 나타내었다. 따라서, 프리온 유전자 가족 중에서 PRNP 유전자의 근위에 위치하며 유사한 구조를 가진, PRND 유전자는 프리온 질환 감수성에 기여하는 신규 후보 유전자로서 주목되어 왔었다. 여러 환자-대조군 연구에서 PRND 유전자와 프리온 질한 취약성의 관계가 확인되었으며, PRNP와 PRND 유전자 사이의 프리온-감수성 종에서 강한 유전자 연결 불균형 블록이 확인되었다. 그러나, 개의 PRND 유전자의 다형성은 현재까지 보고된바 없으며, PRNP와 PRND 유전자 사이의 유전적 연관성 또한 조사되어있지 않았다. 우리는 207마리의 개의 DNA 표본에서 PRND 유전자를 ...
프리온 질환은 사람, 소, 염소, 사슴과 엘크를 을 포함하여 광범위한 숙주 다양성을 보이는 질환이다. 그러나, 개에서는 현재까지 프리온 질환이 보고된 바 없으며, 개는 프리온 저항성 동물로 간주되어 왔다. 기보고된 환자-대조군 연구들에서는 프리온 질환의 진행에서 프리온 단백질 유전자 (PRNP) 및 프리온 단백질 유사 유전자 (PRND)의 다형성과 강력한 연관성을 나타내었다. 따라서, 프리온 유전자 가족 중에서 PRNP 유전자의 근위에 위치하며 유사한 구조를 가진, PRND 유전자는 프리온 질환 감수성에 기여하는 신규 후보 유전자로서 주목되어 왔었다. 여러 환자-대조군 연구에서 PRND 유전자와 프리온 질한 취약성의 관계가 확인되었으며, PRNP와 PRND 유전자 사이의 프리온-감수성 종에서 강한 유전자 연결 불균형 블록이 확인되었다. 그러나, 개의 PRND 유전자의 다형성은 현재까지 보고된바 없으며, PRNP와 PRND 유전자 사이의 유전적 연관성 또한 조사되어있지 않았다. 우리는 207마리의 개의 DNA 표본에서 PRND 유전자를 생어 염기서열 분석법을 사용하여 다형성을 조사하였다. 1개의 비동의 치환(c.149G>A, R50H)을 포함하여 총 4개의 새로운 단일염기 다형성(SNP)을 본 연구에서 최초로 보고하였다. 또한, 4개의 새로운 SNP에서 2가지의 일배체형을 발견하였다. 게다가, 우리는 c.149G>A (R50H) SNP의 유전자형과 대립 유전자 빈도를 비교하였고 개의 8품종 사이에서 크게 다른 분포를 발견하였다. 뿐만 아니라, 인실리코(in silico) 분석도구인 PolyPhen-2, PROVEAN, PANTHER를 사용하여 개의 PRND 유전자의 nonsynonymous SNP c.149G>A (R50H)가 Doppel 단백질에 해로운 영향을 줄 수 있다는 것을 예측하였다. 마지막으로 우리는 개의 PRNP와 PRND 유전자 간의 연관 불균형 (Linkage disquilibrium, LD)을 조사하였다. 흥미롭게도 두 개의 유전자 사이에서 강한 LD를 발견하지 못했다. 본 논문은 프리온 질병 저항성 동물인 개에서 PRND 유전자에 대한 최초의 유전적 특성을 밝힌 연구다.프리온 질환들은 치명적인 퇴행성 뇌질환으로 비정상 프리온 단백질 PrPSc의 뇌내 축적에 의해 야기되는 질환이다. 영국에서 소해면상뇌병증 (BSE)가 창궐했을 때, 다양한 종류의 동물에서 프리온질환이 보고되었지만, 말에서는 보고되지 않았었다. 이전 연구들에서 프리온 그림자 유전자 단백질 (Sho)는 프리온 정상 단백질 (PrPC)이 비정상단백질인 PrPSc로의 변환을 가속화한다고 보고되었다. 또한, 프리온 그림자 유전자 (SPRN)의 다형성도 프리온 질환의 민감성과 연관성이 보고되었다. 본 저자는 SPRN 유전자의 유전자형, 유전형 그리고 일배체형의 빈도를 시퀀싱을 통해 분석하였다. 또한, 다형성 간의 연관 불균형 (LD)을 조사하였다. 또한, 말의 Sho 단백질의 서열을 프리온 질환 민감성 동물과 ClustalW2를 이용하여 비교하였고, SWISS-MODEL and Swiss-PdbViewer 을 이용하여, Sho 단백질의 구조를 비교 분석하였다. 우리는 SPRN 유전자에서 총 4개의 다형성을 찾았다. 하지만, 프리온 질환 민감성 동물에서 다수 발견되었고 질환 민감성과 연관을 보였던 삽입/염기 다형성은 발견되지 않았다. 또한, 우리는 Sho 단백질의 서열 분석을 통하여, 프리온질환 민감성과는 다른 총 13개의 말 특이적 아미노산을 발견하였으며, 이러한 말의 Sho 단백질의 프리온 질환 민감성 종들과의 차이가, 2차 구조의 상이성과 수소결합 분포의 상이상을 유도하는 것을 관찰하였다. 우리의 지식의 한도로는 이것은 프리온 질환 저항성 종인 말에서 말 SPRN 유전자의 유전적 및 구조적에 대한 특성을 분석한 첫번째 논문이다.
프리온 질환은 사람, 소, 염소, 사슴과 엘크를 을 포함하여 광범위한 숙주 다양성을 보이는 질환이다. 그러나, 개에서는 현재까지 프리온 질환이 보고된 바 없으며, 개는 프리온 저항성 동물로 간주되어 왔다. 기보고된 환자-대조군 연구들에서는 프리온 질환의 진행에서 프리온 단백질 유전자 (PRNP) 및 프리온 단백질 유사 유전자 (PRND)의 다형성과 강력한 연관성을 나타내었다. 따라서, 프리온 유전자 가족 중에서 PRNP 유전자의 근위에 위치하며 유사한 구조를 가진, PRND 유전자는 프리온 질환 감수성에 기여하는 신규 후보 유전자로서 주목되어 왔었다. 여러 환자-대조군 연구에서 PRND 유전자와 프리온 질한 취약성의 관계가 확인되었으며, PRNP와 PRND 유전자 사이의 프리온-감수성 종에서 강한 유전자 연결 불균형 블록이 확인되었다. 그러나, 개의 PRND 유전자의 다형성은 현재까지 보고된바 없으며, PRNP와 PRND 유전자 사이의 유전적 연관성 또한 조사되어있지 않았다. 우리는 207마리의 개의 DNA 표본에서 PRND 유전자를 생어 염기서열 분석법을 사용하여 다형성을 조사하였다. 1개의 비동의 치환(c.149G>A, R50H)을 포함하여 총 4개의 새로운 단일염기 다형성(SNP)을 본 연구에서 최초로 보고하였다. 또한, 4개의 새로운 SNP에서 2가지의 일배체형을 발견하였다. 게다가, 우리는 c.149G>A (R50H) SNP의 유전자형과 대립 유전자 빈도를 비교하였고 개의 8품종 사이에서 크게 다른 분포를 발견하였다. 뿐만 아니라, 인실리코(in silico) 분석도구인 PolyPhen-2, PROVEAN, PANTHER를 사용하여 개의 PRND 유전자의 nonsynonymous SNP c.149G>A (R50H)가 Doppel 단백질에 해로운 영향을 줄 수 있다는 것을 예측하였다. 마지막으로 우리는 개의 PRNP와 PRND 유전자 간의 연관 불균형 (Linkage disquilibrium, LD)을 조사하였다. 흥미롭게도 두 개의 유전자 사이에서 강한 LD를 발견하지 못했다. 본 논문은 프리온 질병 저항성 동물인 개에서 PRND 유전자에 대한 최초의 유전적 특성을 밝힌 연구다.프리온 질환들은 치명적인 퇴행성 뇌질환으로 비정상 프리온 단백질 PrPSc의 뇌내 축적에 의해 야기되는 질환이다. 영국에서 소해면상뇌병증 (BSE)가 창궐했을 때, 다양한 종류의 동물에서 프리온질환이 보고되었지만, 말에서는 보고되지 않았었다. 이전 연구들에서 프리온 그림자 유전자 단백질 (Sho)는 프리온 정상 단백질 (PrPC)이 비정상단백질인 PrPSc로의 변환을 가속화한다고 보고되었다. 또한, 프리온 그림자 유전자 (SPRN)의 다형성도 프리온 질환의 민감성과 연관성이 보고되었다. 본 저자는 SPRN 유전자의 유전자형, 유전형 그리고 일배체형의 빈도를 시퀀싱을 통해 분석하였다. 또한, 다형성 간의 연관 불균형 (LD)을 조사하였다. 또한, 말의 Sho 단백질의 서열을 프리온 질환 민감성 동물과 ClustalW2를 이용하여 비교하였고, SWISS-MODEL and Swiss-PdbViewer 을 이용하여, Sho 단백질의 구조를 비교 분석하였다. 우리는 SPRN 유전자에서 총 4개의 다형성을 찾았다. 하지만, 프리온 질환 민감성 동물에서 다수 발견되었고 질환 민감성과 연관을 보였던 삽입/염기 다형성은 발견되지 않았다. 또한, 우리는 Sho 단백질의 서열 분석을 통하여, 프리온질환 민감성과는 다른 총 13개의 말 특이적 아미노산을 발견하였으며, 이러한 말의 Sho 단백질의 프리온 질환 민감성 종들과의 차이가, 2차 구조의 상이성과 수소결합 분포의 상이상을 유도하는 것을 관찰하였다. 우리의 지식의 한도로는 이것은 프리온 질환 저항성 종인 말에서 말 SPRN 유전자의 유전적 및 구조적에 대한 특성을 분석한 첫번째 논문이다.
Prion disease has displayed large infection host ranges among several species; however, dogs have not been reported to be infected and are considered prion disease-resistant animals. Case-controlled studies in several species, including humans and cattle, indicated a potent association of prion prot...
Prion disease has displayed large infection host ranges among several species; however, dogs have not been reported to be infected and are considered prion disease-resistant animals. Case-controlled studies in several species, including humans and cattle, indicated a potent association of prion protein gene (PRNP) polymorphisms in the progression of prion disease. Thus, because of the proximal location and similar structure of the PRNP gene among the prion gene family, the prion-like protein gene (PRND) was noted as a novel candidate gene that contributes to prion disease susceptibility. Several case-controlled studies have confirmed the relationship of the PRND gene with prion disease vulnerability, and strong genetic linkage disequilibrium blocks were identified in prion-susceptible species between the PRNP and PRND genes. However, to data, polymorphisms of the dog PRND gene have not been reported, and the genetic linkage between the PRNP and PRND genes has not been examined thus far. Here, we first investigated dog PRND polymorphisms in 207 dog DNA samples using direct DNA sequencing. A total of 4 novel single nucleotide polymorphisms (SNPs), including 1 nonsynonymous SNP (c.149G>A, R50H), were identified in this study. We also found two major haplotypes among the 4 novel SNPs. In addition, we compared the genotype and allele frequencies of the c.149G>A (R50H) SNP and found significantly different distributions among 8 dog breeds. Furthermore, we annotated the c.149G>A (R50H) SNP of the dog PRND gene using in silico tools, PolyPhen-2, PROVEAN and PANRTER. Finally, we examined linkage disequilibrium between the PRNP and PRND genes in dogs. Interestingly, we did not find strong genetic linkage between these two genes. To the best of our knowledge, this was the first genetic study of the PRND gene in a prion disease-resistant animal, dog.Prion diseases are fatal neurodegenerative diseases and are characterized by the accumulation of abnormal prion protein (PrPSc) in the brain. During the outbreak of the bovine spongiform encephalopathy (BSE) epidemic in the United Kingdom, prion diseases in several species were reported; however, horse prion disease has not been reported thus far. In previous studies, shadow of prion protein (Sho) has contributed to an acceleration of conversion from normal prion protein (PrPC) to PrPSc, and shadow of prion protein gene (SPRN) polymorphisms have been significantly associated with the susceptibility of prion diseases. We investigated the genotype, allele and haplotype frequencies of the SPRN gene using direct sequencing. In addition, we analyzed linkage disequilibrium (LD) and haplotypes among polymorphisms. We compared the amino acid sequences of Sho protein between the horse and several prion disease-susceptible species using ClustalW2. To perform Sho protein modeling, we utilized SWISS-MODEL and Swiss-PdbViewer programs. We found a total of 4 polymorphisms in the equine SPRN gene; however, we did not observe an in/del polymorphism, which is correlated with the susceptibility of prion disease in prion disease-susceptible animals. In addition, we found 13 horse-specific amino acids of Sho protein that can induce significantly distributional differences in the secondary structure and hydrogen bonds between the horse and several prion disease-susceptible species. To the best of our knowledge, this is the first report regarding the genetic and structural characteristics of the equine SPRN gene.
Prion disease has displayed large infection host ranges among several species; however, dogs have not been reported to be infected and are considered prion disease-resistant animals. Case-controlled studies in several species, including humans and cattle, indicated a potent association of prion protein gene (PRNP) polymorphisms in the progression of prion disease. Thus, because of the proximal location and similar structure of the PRNP gene among the prion gene family, the prion-like protein gene (PRND) was noted as a novel candidate gene that contributes to prion disease susceptibility. Several case-controlled studies have confirmed the relationship of the PRND gene with prion disease vulnerability, and strong genetic linkage disequilibrium blocks were identified in prion-susceptible species between the PRNP and PRND genes. However, to data, polymorphisms of the dog PRND gene have not been reported, and the genetic linkage between the PRNP and PRND genes has not been examined thus far. Here, we first investigated dog PRND polymorphisms in 207 dog DNA samples using direct DNA sequencing. A total of 4 novel single nucleotide polymorphisms (SNPs), including 1 nonsynonymous SNP (c.149G>A, R50H), were identified in this study. We also found two major haplotypes among the 4 novel SNPs. In addition, we compared the genotype and allele frequencies of the c.149G>A (R50H) SNP and found significantly different distributions among 8 dog breeds. Furthermore, we annotated the c.149G>A (R50H) SNP of the dog PRND gene using in silico tools, PolyPhen-2, PROVEAN and PANRTER. Finally, we examined linkage disequilibrium between the PRNP and PRND genes in dogs. Interestingly, we did not find strong genetic linkage between these two genes. To the best of our knowledge, this was the first genetic study of the PRND gene in a prion disease-resistant animal, dog.Prion diseases are fatal neurodegenerative diseases and are characterized by the accumulation of abnormal prion protein (PrPSc) in the brain. During the outbreak of the bovine spongiform encephalopathy (BSE) epidemic in the United Kingdom, prion diseases in several species were reported; however, horse prion disease has not been reported thus far. In previous studies, shadow of prion protein (Sho) has contributed to an acceleration of conversion from normal prion protein (PrPC) to PrPSc, and shadow of prion protein gene (SPRN) polymorphisms have been significantly associated with the susceptibility of prion diseases. We investigated the genotype, allele and haplotype frequencies of the SPRN gene using direct sequencing. In addition, we analyzed linkage disequilibrium (LD) and haplotypes among polymorphisms. We compared the amino acid sequences of Sho protein between the horse and several prion disease-susceptible species using ClustalW2. To perform Sho protein modeling, we utilized SWISS-MODEL and Swiss-PdbViewer programs. We found a total of 4 polymorphisms in the equine SPRN gene; however, we did not observe an in/del polymorphism, which is correlated with the susceptibility of prion disease in prion disease-susceptible animals. In addition, we found 13 horse-specific amino acids of Sho protein that can induce significantly distributional differences in the secondary structure and hydrogen bonds between the horse and several prion disease-susceptible species. To the best of our knowledge, this is the first report regarding the genetic and structural characteristics of the equine SPRN gene.
주제어
#dog prion-like protein gene PRND dopple linkage disequilibrium prion 개 프리온 단백질 유사 유전자 도펠 연관불균형 프리온 shadow of prion protein gene polymorphisms horse sho SPRN 말 다형성 프리온 단백질 그림자 유전자
학위논문 정보
저자
원세영
학위수여기관
전북대학교 일반대학원
학위구분
국내석사
학과
생리활성소재과학과
지도교수
정병훈
발행연도
2020
총페이지
iii, 50 p.
키워드
dog prion-like protein gene PRND dopple linkage disequilibrium prion 개 프리온 단백질 유사 유전자 도펠 연관불균형 프리온 shadow of prion protein gene polymorphisms horse sho SPRN 말 다형성 프리온 단백질 그림자 유전자
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.