Wśród ludzi z plemienia Fore uprawiany był rytualny pośmiertny kanibalizm. Zanim zaprzestano tego obrządku w latach 60. ubiegłego stulecia był on przyczyną rozprzestrzeniania się śmiertelnej i nieuleczalnej choroby prionowej zwanej kuru – prawdopodobnie zapoczątkowanej przez wystąpienie przypadku choroby Creutzfeldta-Jakoba (CJD) u jednego z członków społeczności.
Choroba kuru znana wyłącznie wśród ludności Fore ma okres utajenia trwający od 10 nawet do 50 lat, a śmierć następuje w ciągu 3–12 miesięcy od wystąpienia pierwszych objawów choroby.
Przyczyną chorób prionowych – zarówno CJD, jak i kuru – jest białko PrP (253 reszty aminokwasowe) kodowane przez gen PRNP, znajdujący się na krótkim ramieniu chromosomu 20. Białko w formie natywnej (PrPC) pełni dotąd nieokreśloną rolę w komórkach nerwowych, jednak przyjmując nieprawidłową konformację (PrPSc) tworzy agregaty białkowe składające się z wielu cząsteczek PrPSc – cząstki prionowe – które są patogenem chorób prionowych.
Warianty białka PrP wynikające z polimorfizmu genu PRNP decydują o przebiegu chorób prionowych. Na przykład w pozycji 129. białka PrP może występować metionina (M129) lub walina (V129) – homozygoty M129M129 mają szybszy przebieg CJD niż heterozygoty M129V129 albo homozygoty V129V129. W prawidłowym białku PrP w pozycji 178. występuje kwas asparaginowy (D178). Substytucja na asparaginę (N178) powoduje, że osoba, u której występuje białko z taką substytucją, niezależnie od jego udziału w puli cząsteczek PrP, na pewno zachoruje na chorobę prionową – w przypadku wariantu M129M129 będzie to rodzinna śmiertelna bezsenność, natomiast w przypadku V129V129 – dziedziczna forma CJD. W przypadku heterozygot objawy są niecharakterystyczne.
W 2009 r. opisano nowy wariant białka PrP dotyczący pozycji 127. W populacji światowej w tej pozycji występuje glicyna (G127), jednak wśród członków społeczności Fore wykryto wariant z waliną (V127), którego występowanie silnie korelowało z częstością występowania kuru w danym rejonie.
Badacze postanowili sprawdzić wpływ substytucji aminokwasowej w pozycji 127. na patogenezę chorób prionowych, wykorzystując myszy laboratoryjne, u których w rejonie 113–137 sekwencja aminokwasowa jest taka sama jak u ludzi, z wyjątkiem ewentualnych zmian w pozycjach 127 lub 129, wynikających z naturalnego polimorfizmu genu PRNP albo celowo wprowadzonych zmian.
Na schemacie przedstawiono przebieg oraz wynik przeprowadzonego doświadczenia. Skrzyżowano ze sobą myszy homozygotyczne pod względem kodonu 127 i 129 w genie PRNP, co doprowadziło do uzyskania heterozygotycznych myszy. Część z nich różniła się stosunkiem zawartości wariantów białka PrP, ponieważ użyto dwóch szczepów homozygotycznych myszy V127M129/V127M129, które różniły się stopniem ekspresji tego białka.
1. Określ, które stwierdzenia dotyczące chorób prionowych są prawdziwe, a które fałszywe.
2. Kobieta z PrP M129 D178/ V129 N178 i mężczyzna z PrP M129 D178 /V129 D178 spodziewają się dziecka.
Określ prawdopodobieństwo urodzenia dziecka, które w ciągu swojego życia zachoruje na dziedziczną postać CJD.
A. 0%
B. 12,5%
C. 25%
D. 50%
E. 100%
3. Badacze, wykonując substytucję G127→V127, przeprowadzili mutagenezę kodonu GGC→GTC.
Określ pozycję zamienionego nukleotydu w dojrzałym mRNA PRNP, licząc od pierwszego nukleotydu kodonu start.
A. 127
B. 128
C. 378
D. 380
E. 381
4. Określ, które stwierdzenia dotyczące wariantów PrP G127 i V127 sformułowane na podstawie przeprowadzonego doświadczenia są prawdziwe, a które – fałszywe.
5. Uzupełnij w poniższym tekście luki (1.–3.) wyrażeniami z tabeli, wybierając w każdym przypadku jedno z dwóch zaproponowanych.
Wariant PrP V127 powstał w wyniku (1) i rozprzestrzenił się w populacji Fore dzięki doborowi naturalnemu i dlatego częstość występowania kuru na danym obszarze silnie koreluje z częstością występowania (2) wśród ludności Fore. Allel kodujący wariant PrP V127 dziedziczy się (3) z pierwszym prawem Mendla.
