Ziarnistości stresowe (SG) to ogniska cytoplazmatyczne zawierające RNA, powstające w odpowiedzi na ekspozycję na stres. Od czasu ich odkrycia w 1999 roku, ponad 120 białek zostało opisanych jako zlokalizowane w tych strukturach (w 154 publikacjach). Większość tych składników to białka wiążące RNA (RBP) lub zaangażowane w metabolizm i translację RNA. metabolizm RNA i translację. SG zostały powiązane z kilkoma patologiami w tym chorobami zapalnymi, nowotworami, infekcjami wirusowymi i chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak amyotrofia. neurodegeneracyjnych, takich jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS) i otępienie czołowo-skroniowe (FTD). W przypadku ALS i FTD większość przypadków nie ma znanej etiologii, a ekspozycja na na stres zewnętrzny jest często proponowana jako czynnik przyczyniający się do inicjacji choroby lub tempa jej progresji. Warto zauważyć, że zarówno ALS, jak i FTD charakteryzują się patologicznymi inkluzjami, w których niektóre dobrze znane markery SG lokalizują się z białkami TDP-43 i FUS związanymi z ALS. Proponujemy, aby TDP-43 i FUS służą jako interfejs między podatnością genetyczną a ekspozycją na stres środowiskowy w patogenezie choroby. narażeniem na stres środowiskowy w patogenezie choroby. Tutaj omówimy rolę TDP-43 i FUS w dynamice SG i jak mutacje związane z chorobą wpływają na ten proces. proces. --- Mutacje w genie kodującym Fused in Sarcoma (FUS) powodują stwardnienie zanikowe boczne (ALS), śmiertelną chorobę neurodegeneracyjną. stwardnienie zanikowe boczne (ALS), śmiertelne zaburzenie neurodegeneracyjne. FUS jest głównie białko wiążące DNA i RNA, które bierze udział w przetwarzaniu RNA. Duże FUS-immunoreaktywne inkluzje wypełniają perikarion przeżywających neuronów ruchowych pacjentów z ALS niosących mutacje post mortem. Ta sekwestracja FUS jest FUS zaburza przetwarzanie RNA i inicjuje neurodegenerację. Tutaj wykazać, że C-końcowe mutacje ALS zakłócają sygnał lokalizacji jądrowej (NLS) FUS, powodując akumulację cytoplazmatyczną w transfekowanych komórkach i fibroblastach pacjenta. fibroblastach pacjentów. Nieprawidłowa lokalizacja FUS jest ratowana przez dodanie dzikiego typu FUS NLS do zmutowanych białek. Wykazaliśmy również, że stres oksydacyjny rekrutuje zmutowany FUS do cytoplazmatycznych granulek stresowych, gdzie jest w stanie wiązać i sekwestrować FUS typu dzikiego. Podczas gdy FUS oddziałuje ze sobą bezpośrednio przez interakcję białko-białko, rekrutacja FUS do granulek stresowych i interakcja z PABP są zależne od RNA. Odkrycia te potwierdzają hipotezę hipotezę, zgodnie z którą cytoplazmatyczna błędna lokalizacja białka FUS, a następnie stres komórkowy, przyczynia się do powstawania agregatów cytoplazmatycznych, które mogą sekwestrować FUS, zakłócać przetwarzanie RNA i inicjować degenerację neuronów ruchowych. --- Stwardnienie zanikowe boczne (ALS) jest śmiertelną ludzką chorobą neurodegeneracyjną dotykającą głównie neurony ruchowe. Dwa białka wiążące RNA, TDP-43 i FUS, agregują się w zwyrodniałych neuronach ruchowych pacjentów z ALS, a mutacje w genach kodujących te białka mutacje w genach kodujących te białka powodują niektóre formy ALS. TDP-43 i FUS oraz kilka pokrewnych białek wiążących RNA zawiera domeny prionopodobne domeny, które pozwalają im na szybką samoasocjację. Ta właściwość jest krytyczna dla tworzenia i dynamiki komórkowych granulek rybonukleoproteinowych, tygli metabolizmu i homeostazy RNA. Ostatnie prace łączące TDP-43 i FUS z granulkami zasugerowały, w jaki sposób ten szlak komórkowy, który obejmuje agregację białek agregacja białek jako część jego normalnej funkcji, może być kooptowana podczas choroby patogenezy. --- TŁO: Mutacje w genie kodującym transaktywator reagujący na wapń (CREST) zostały niedawno powiązane z ALS. Podobnie jak kilka białek związanych z ALS, CREST zawiera domenę podobną do prionów i został zgłoszony jako składnik paraspeckles. WYNIKI: Wykazaliśmy, że CREST jest podatny na agregację i współagreguje z FUS, ale nie z innymi dwoma białkami związanymi z ALS, TDP-43 i TAF15, w hodowanych komórkach hodowanych komórkach. Agregacja CREST wpływa na integralność paraspeckle, prawdopodobnie poprzez uwięzienie innych białek paraspeckle w agregatach. Podobnie jak kilka innych białek związanych z ALS, CREST jest rekrutowany do indukowanych granulek stresowych. Żadna z mutacji CREST opisanych w ALS nie zmienia jego lokalizacji subkomórkowej, rekrutację granulek stresu lub rozpuszczalność w detergentach; jednakże mutacja Q388stop powoduje podwyższone poziomy w stanie stacjonarnym i częstszą agregację jądrową białka. białka. Zarówno białko typu dzikiego, jak i jego mutanty negatywnie wpływają na złożoność sieci neurytów. złożoność sieci niestymulowanych hodowanych neuronów, gdy są nadeksprymowane, z mutacja Q388stop jest najbardziej szkodliwa. W przypadku nadekspresji w oku muchy, CREST typu dzikiego lub jego mutanty prowadzą do ciężkiej degeneracji siatkówki bez oczywistych różnic między wariantami. WNIOSKI: Nasze dane wskazują, że CREST i niektóre inne białka związane z ALS dzielą kilka cech związanych z patogenezą ALS, a mianowicie zdolność do agregacji, rekrutacji do granulek stresowych i zmiany integralności paraspeckle. A Zmiana poziomów CREST w neuronach, która może wystąpić w warunkach patologicznych miałaby głęboki negatywny wpływ na homeostazę neuronów. --- TDP-43 jest białkiem wiążącym RNA związanym ze stwardnieniem zanikowym bocznym (ALS). o którym wiadomo, że reguluje splicing, transport i przechowywanie określonych mRNA do granulek stresowych. Chociaż wykazano, że TDP-43 oddziałuje z czynnikami czynnikami translacji, jego rola w syntezie białek pozostaje niejasna, a żadne cele translacji in i do tej pory nie zgłoszono żadnych celów translacji in vivo. Tutaj przedstawiamy dowody że TDP-43 wiąże się z mRNA futsch w kompleksie i reguluje jego ekspresję ekspresję w złączu nerwowo-mięśniowym (NMJ) u Drosophila. W kontekście Proteinopatia indukowana TDP-43, występuje znaczna redukcja futsch mRNA w NMJ w porównaniu z ciałami komórkowymi neuronów ruchowych, gdzie stwierdzamy wyższe poziomy transkryptu w porównaniu z kontrolą. transkryptu w porównaniu z grupą kontrolną. TDP-43 prowadzi również do znacznego zmniejszenia w ekspresji białka Futsch w NMJ. Frakcjonowanie polisomów w połączeniu z ilościowym PCR wskazują, że TDP-43 prowadzi do przesunięcia mRNA Futsch z aktywnie translujących polisomów do nietranslujących białek rybonuklearnych cząsteczki, co sugeruje, że oprócz wpływu na lokalizację, TDP-43 reguluje również translację mRNA futsch. Pokazujemy również, że nadekspresja futsch ma działanie neuroprotekcyjne poprzez wydłużenie życia, zmniejszenie agregacji TDP-43 i tłumiąc dysfunkcję lokomotoryczną podobną do ALS, a także nieprawidłowości NMJ nieprawidłowości związane z mikrotubulami i stabilizacją synaptyczną. Ponadto lokalizacja MAP1B, ssaczego homologa Futsch, jest zmieniona w rdzeniu kręgowym ALS w sposób podobny do naszych obserwacji w neuronach ruchowych Drosophila. Łącznie, nasze wyniki sugerują mechanizm zależny od mikrotubul w neuronach ruchowych. neuronów ruchowych spowodowany zależnymi od TDP-43 zmianami w lokalizacji i translacji mRNA futsch translacji in vivo. --- Ścieżki lokalizacji RNA kierują liczne mRNA do różnych regionów subkomórkowych i wpływają na wiele procesów fizjologicznych. W jednym z takich szlaków białko supresorowe nowotworu gruczolakowatej polipowatości coli (APC) kieruje RNA do wypukłości komórek tworząc kompleksy rybonukleoproteinowe zawierające APC (APC-RNP). Tutaj pokazujemy, że APC-RNP wiążą się z białkiem wiążącym RNA Fus/TLS (fused in sarcoma/translocated in liposarcoma). Fus nie jest wymagane do lokalizacji APC-RNP APC-RNP, ale jest wymagane do wydajnej translacji związanych z nimi transkryptów. transkryptów. Znakowanie nowo zsyntetyzowanych białek ujawniło, że Fus promuje translację translację preferencyjnie w obrębie wypukłości. Mutacje w Fus powodują stwardnienie zanikowe boczne (ALS), a zmutowane białko tworzy inkluzje, które które wydają się odpowiadać granulkom stresu. Pokazujemy, że nadekspresja lub mutacja Fus powoduje powstawanie granulek, które preferencyjnie rekrutują APC-RNP. Co ciekawe, granulki te nie są nieme translacyjnie. Zamiast tego transkrypty APC-RNP są tłumaczone w cytoplazmatycznych granulach Fus. Wyniki te nieoczekiwanie pokazują, że translacja może zachodzić w granulach stresopodobnych. Co ważne, identyfikują one nową lokalną funkcję cytoplazmatycznego Fus z implikacjami dla patologii ALS. --- Mutacje w fuzji w mięsaku (FUS) są przyczyną rodzinnego stwardnienia zanikowego bocznego (fALS). stwardnienie zanikowe boczne (fALS). Pacjenci niosący mutacje punktowe w C-końcu FUS wykazują neuronalne cytoplazmatyczne wtrącenia FUS-dodatnie, podczas gdy w zdrowych grupach kontrolnych, FUS jest głównie jądrowy. Cytoplazmatyczne inkluzje FUS zostały również zidentyfikowano również w podgrupie zwyrodnienia czołowo-skroniowego (FTLD-FUS). Pokazujemy że nieklasyczny sygnał lokalizacji jądrowej PY (NLS) na C-końcu FUS jest niezbędny do importu jądrowego. FUS jest niezbędny do importu jądrowego. Większość mutacji związanych z fALS występuje w obrębie NLS i upośledza import jądrowy w stopniu, który koreluje z wiekiem wystąpienia choroby. Jest to pierwszy przypadek mutacji PY-NLS powodujących chorobę. mutacji w obrębie PY-NLS. Import jądrowy FUS jest zależny od transportiny, a zakłócenie tego szlaku transportowego prowadzi do redystrybucji cytoplazmatycznej i rekrutacji FUS do granulek stresowych. Co więcej, białka znane jako markery ziarnistości stresu współwystępują z wtrętami u pacjentów z fALS i FTLD-FUS, co wskazuje na tworzenie się ziarnistości stresowych w patogenezie tych chorób. My że w patogenezę tych chorób zaangażowane są dwa czynniki patologiczne, a mianowicie defekty importu jądrowego i stres komórkowy. stres komórkowy, są zaangażowane w patogenezę patologii FUS. --- Mutacje w genie PFN1 kodującym profilinę 1 są rzadką przyczyną rodzinnego stwardnienia zanikowego bocznego (ALS). stwardnienia zanikowego bocznego (ALS). Profilina 1 jest dobrze zbadanym białkiem wiążącym aktynę białko, ale nie wiadomo, w jaki sposób mutacje PFN1 powodują ALS. Pączkujące drożdże, Saccharomyces cerevisiae, mają jednego ortologa PFN1. Wyraziliśmy związane z ALS zmutowane białka profiliny 1 w drożdżach, wykazując utratę stabilności białka i niepowodzenie w przywróceniu wzrostu zmutowanym komórkom profiliny, bez wykazywania toksyczności toksyczności. Model ten zapewnia proste i szybkie badanie przesiewowe nowych wariantów PFN1 związanych z ALS. Aby uzyskać wgląd w potencjalne nowe role dla profiliny 1, przeprowadziliśmy bezstronny, obejmujący cały genom syntetyczny śmiertelny ekran z komórek drożdży pozbawionych profiliny (pfy1Δ). Nieoczekiwanie, delecja kilku genów stresu granulek i genów ciała przetwarzającego, w tym pbp1Δ, okazały się syntetyczne śmiertelne z pfy1Δ. Mutacje w ATXN2, ludzkim ortologu PBP1, są znanym genetycznym czynnikiem ryzyka ALS i ataksji. ALS, a ataksyna 2 jest składnikiem ziarnistości stresu w komórkach ssaków. komórek ssaków. Biorąc pod uwagę tę interakcję genetyczną i ostatnie dowody łączące dynamikę ziarnistości stresu z patogenezą ALS, postawiliśmy hipotezę, że profilina 1 może również wiązać się z granulami stresu. Tutaj donosimy, że profilina 1 i pokrewne białko profilina 2 są nowymi białkami związanymi z ziarnami stresu w pierwotnych neuronach korowych myszy neuronach korowych i w ludzkich liniach komórkowych oraz że mutacje związane z ALS w profiliny 1 zmieniają dynamikę granulek stresu, dostarczając dalszych dowodów na potencjalną rolę granulek stresu w patogenezie ALS. --- TDP-43, czyli białko wiążące DNA TAR 43, jest patologicznym markerem spektrum chorób neurodegeneracyjnych, w tym stwardnienia zanikowego bocznego. zaburzeń neurodegeneracyjnych, w tym stwardnienia zanikowego bocznego i zwyrodnienie czołowo-skroniowe z dodatnimi inkluzjami ubikwityny. TDP-43 jest białkiem wiążącym RNA/DNA zaangażowanym w regulację transkrypcji i posttranskrypcji. regulacji transkrypcji i posttranskrypcji. Ostatnie prace sugerują również, że TDP-43 wiąże się z cytoplazmatycznymi cytoplazmatycznymi granulkami stresu, które są przejściowymi strukturami tworzącymi się w odpowiedzi na stres. W tym badaniu ustaliliśmy, że sorbitol jest nowym fizjologicznym stresorem, który który kieruje TDP-43 do granulek stresowych w komórkach Hek293T i pierwotnie hodowanych glejach. My określamy ilościowo asocjację TDP-43 z granulkami stresu w czasie i pokazujemy, że asocjacja i rozmiar granulek stresu są zależne od bogatego w glicynę regionu TDP-43, który zawiera większość patogennych mutacji. Ponadto ustalamy, że komórki zawierające dziki typ i zmutowany TDP-43 mają różne reakcje na stres odpowiedzi: zmutowany TDP-43 tworzy znacznie większe granulki stresu i jest włączony do granulek stresowych wcześniej niż TDP-43 typu dzikiego; w uderzający sposób W przeciwieństwie do tego, TDP-43 typu dzikiego tworzy więcej granulek stresowych w czasie, ale granulki rozmiar granulek pozostaje względnie niezmieniony. Proponujemy, aby zmutowany TDP-43 zmieniał dynamikę granulek stresu dynamikę granulek stresu, co może przyczyniać się do progresji proteinopatii TDP-43 proteinopatii. --- Stwardnienie zanikowe boczne (ALS) jest śmiertelną chorobą neurodegeneracyjną o późnym początku. dotykającą głównie neurony ruchowe. Cechą jednoczącą wiele białek związanych z ALS, w tym TDP-43 i ataksyny-2, jest to, że lokalizują się one do granul stresu. Nieoczekiwanie odkryliśmy, że geny modulujące granule stresu są silnymi modyfikatorami toksyczności TDP-43 w Saccharomyces cerevisiae i Fosforylacja eIF2α jest regulowana w górę przez toksyczność TDP-43 u muszek, a TDP-43 jest regulowany w górę przez TDP-43 u muszek. u muszek, a TDP-43 oddziałuje z centralnym składnikiem ziarnistości stresu, białkiem wiążącym poliA (PABP). W ludzkich neuronach rdzenia kręgowego ALS, PABP gromadzi się nieprawidłowo nieprawidłowo, co sugeruje, że przedłużająca się dysfunkcja ziarnistości stresu może przyczyniać się do patogenezy. do patogenezy. Zbadaliśmy skuteczność małocząsteczkowego inhibitora fosforylacji eIF2α w modelach ALS. Leczenie tym inhibitorem złagodziło toksyczność TDP-43 u much i neuronów ssaków. Odkrycia te wskazują, że dysfunkcja indukowana przez długotrwałe tworzenie granulek stresu może przyczyniać się bezpośrednio do bezpośrednio do ALS i że związki, które łagodzą ten proces, mogą stanowić nowe podejście terapeutyczne. nowe podejście terapeutyczne. --- Stwardnienie zanikowe boczne (ALS) jest rzadką chorobą neurodegeneracyjną spowodowaną degeneracją górnych i dolnych neuronów ruchowych. Kilka genów, w tym SOD1, TDP-43, FUS, ubikwilina 2, C9orf72 i profilina 1, zostało powiązanych ze sporadyczną i znaną chorobą. powiązanych ze sporadycznymi i znanymi formami ALS. FUS jest białkiem wiążącym DNA/RNA białko (RBP), które tworzy cytoplazmatyczne inkluzje w ALS i czołowo-skroniowej mózgu i rdzeniu kręgowym pacjentów z ALS i zwyrodnieniem czołowo-skroniowym (FTLD). Nie wiadomo jednak, czy czy zdolność FUS do wiązania RNA jest wymagana do wywołania patogenezy ALS. patogenezy. Tutaj wykorzystaliśmy model Drosophila ALS i neuronalne linie komórkowe linie, aby wyjaśnić rolę zdolności wiązania RNA przez FUS w regulowaniu toksyczności za pośrednictwem FUS, dyslokacji cytoplazmatycznej i włączania do granulek stresu (SG). granulek stresu (SGs). Aby określić rolę zdolności FUS do wiązania RNA w ALS, zmutowaliśmy miejsca wiązania RNA FUS (F305L, F341L, F359L, F368L) i wygenerowaliśmy Niekompetentne mutanty FUS wiążące RNA z mutacjami powodującymi ALS i bez nich (R518K lub R521C). Stwierdziliśmy, że mutacja wyżej wymienionych czterech aminokwasów fenyloalaniny (F) na leucyny (L) (4F-L) eliminuje wiązanie RNA przez FUS. Zaobserwowaliśmy że te mutacje wiążące RNA blokują neurodegeneracyjne fenotypy obserwowane w mózgu muchy, oczach i neuronach ruchowych w porównaniu z ekspresją FUS zdolnego do wiązania RNA niosącego mutacje powodujące ALS. Co ciekawe, FUS z niedoborem wiązania RNA silnie zlokalizowany w jądrze neuronów ruchowych Drosophila i ssaków. neuronów i komórek neuronalnych ssaków, podczas gdy FUS niosący mutacje związane z ALS był dystrybuowany do jądra i cytoplazmy. Co ważne, ustaliliśmy, że że inkorporacja zmutowanego FUS do przedziału SG jest zależna od zdolności FUS do wiązania RNA. Podsumowując, wykazaliśmy, że zdolność wiązania RNA zdolność FUS jest niezbędna dla neurodegeneracyjnego fenotypu in vivo zmutowanego FUS (poprzez bezpośredni kontakt z RNA lub poprzez interakcje z innymi RBP). innymi RBP). --- Mutacje w fuzji w mięsaku (FUS), białku wiążącym DNA/RNA, są związane z rodzinnym stwardnieniem zanikowym bocznym (fALS). związane z rodzinnym stwardnieniem zanikowym bocznym (fALS), które jest śmiertelną chorobą neurodegeneracyjną. chorobą neurodegeneracyjną, która powoduje postępujące osłabienie mięśni i ma pokrywające się cechy kliniczne i patologiczne ze zwyrodnieniem czołowo-skroniowym. zwyrodnieniem płatów czołowo-skroniowych. Jednakże, rola autofagii w regulacji FUS-pozytywnych granulek stresowych (SG) i agregatów pozostaje niejasna. Odkryliśmy, że ALS mutacja FUS(R521C) powoduje akumulację FUS-pozytywnych SG pod stresu oksydacyjnego, prowadząc do zakłócenia uwalniania FUS z SG w hodowanych neuronach. hodowanych neuronach. Autofagia kontroluje jakość białek lub organelli; Dlatego sprawdziliśmy, czy autofagia reguluje FUS (R521C) - dodatnie SG. Co ciekawe, FUS(R521C)-pozytywne SG były kolokalizowane z RFP-LC3-pozytywnymi autofagosomami. autofagosomami. Ponadto, FUS-pozytywne SG gromadziły się w mysich fibroblastach zarodkowych atg5(-/-) (MEF) i w neuronach z niedoborem autofagii. Jednakże, Ekspresja FUS(R521C) nie wpływała znacząco na degradację autofagiczną. Co więcej, aktywacja autofagii za pomocą rapamycyny zmniejszyła akumulację FUS-dodatnich SG w sposób zależny od autofagii. Rapamycyna dodatkowo zmniejszyła fragmentację neurytów i śmierć komórek w neuronach wyrażających zmutowany FUS w stresie oksydacyjnym. stresie oksydacyjnym. Ogólnie rzecz biorąc, przedstawiamy nowy mechanizm patogenetyczny ALS związany z mutacją FUS pod wpływem stresu oksydacyjnego, a także terapeutyczny wgląd w patologię FUS związaną z nadmierną ilością SG. --- W stwardnieniu zanikowym bocznym (ALS) i zwyrodnieniu czołowo-skroniowym, białko wiążące DNA TAR 43 (TDP-43) gromadzi się w cytoplazmie dotkniętych neuronów i gleju, gdzie wiąże się z granulkami stresu (SG) i tworzy duże inkluzje. inkluzje. SG tworzą się w odpowiedzi na stres komórkowy, w tym stres retikulum endoplazmatycznego (ER) retikulum endoplazmatycznego (ER), który jest indukowany zarówno w rodzinnych, jak i sporadycznych postaciach ALS. Tutaj wykazujemy, że farmakologiczna indukcja stresu ER powoduje TDP-43 do gromadzenia się w cytoplazmie, gdzie TDP-43 wiąże się również z SG. Co więcej, leczenie salubrinalem, inhibitorem defosforylacji eukariotycznego czynnika inicjacji 2-α, kluczowego modulatora stresu ER, nasila tworzenie SG za pośrednictwem stresu ER za pośrednictwem stresu SG. Wtrącenia C-końcowego fragmentu TDP-43, przypominające patologię chorobową, tworzą się w ścisłym związku z przedziałami ER i Golgiego przedziałami, co dodatkowo wskazuje na zaangażowanie dysfunkcji ER w choroba związana z TDP-43. Zgodnie z tym poglądem, nadekspresja zmutowanego TDP-43 związanego z ALS, a w mniejszym stopniu dzikiego TDP-43, wyzwala kilka szlaków stresu ER w komórkach neuroblastoma. Podobnie, znaleźliśmy między izomerazą disiarczkową białka opiekuńczego ER i TDP-43 w lizatach komórek transfekowanych i transfekowanych lizatach komórkowych oraz w rdzeniu kręgowym myszy transgenicznych A315T TDP-43 transgenicznych myszy. Badanie to dostarcza dowodów na to, że stres ER jest patogennym w chorobie, w której pośredniczy TDP-43. --- Fused in sarcoma (FUS) należy do grupy białek wiążących RNA, związanych jako czynniki leżące u podstaw stwardnienia zanikowego bocznego (ALS) i niektórych innych chorób neurodegeneracyjnych. chorobach neurodegeneracyjnych. Wiele mutacji genu FUS zostało powiązanych z dziedzicznymi formami dziedzicznymi, a agregacja białka FUS odgrywa ważną rolę w patogenezie tych chorób. ważną rolę w patogenezie tych chorób. W hodowanych komórkach, warianty FUS ze związanymi z chorobą substytucjami aminokwasów lub krótkimi delecjami wpływającymi na sygnał lokalizacji jądrowej (NLS) i powodującymi cytoplazmatyczną mogą być sekwestrowane w granulkach stresu (SG). Wykazaliśmy że zaburzenie motywów odpowiedzialnych za rozpoznawanie i wiązanie RNA nie tylko zapobiega rekrutacji SG, ale także dramatycznie zwiększa skłonność białka do agregacji w cytoplazmie komórki. do agregacji w cytoplazmie komórkowej z tworzeniem struktur jądrowych wykazujących typowe cechy agresomów. Funkcjonalne domeny wiążące RNA z białka wiążącego DNA TAR o masie 43 kDa (TDP-43) połączone z wysoce podatnym na agregację białkiem C-końcowo skrócone białko FUS przywracało zdolność do wchodzenia do SG i zapobiegało agregacji białka chimerycznego. Skrócony FUS był również w stanie uwięzić endogenne cząsteczki FUS w agregatach cytoplazmatycznych. Nasze dane wskazują że wiązanie RNA i rekrutacja do SG chronią cytoplazmatyczny FUS przed agregacją i utratą tej ochrony. agregacji, a utrata tej ochrony może wywołać jego patologiczną agregację in vivo. agregację in vivo. --- Fusion in sarcoma/translocated in liposarcoma (FUS/TLS) jest jednym z genów sprawczych rodzinnego stwardnienia zanikowego bocznego (ALS). rodzinnego stwardnienia zanikowego bocznego (ALS). Aby zidentyfikować partnerów wiążących partnerów dla FUS/TLS, przeprowadziliśmy badania przesiewowe na drożdżach i stwierdziliśmy, że białkowa metylotransferaza argininowa 1 (PRMT1) jest jednym z partnerów wiążących głównie w jądrze. Testy metylacji in vitro i in vivo wykazały, że FUS/TLS mogą być metylowane przez PRMT1. Modulacja poziomów metylacji argininy przez ogólny inhibitor metylotransferazy lub warunkową nadekspresję PRMT1 nieznacznie zmieniła stosunek jądro-cytoplazmatyczny FUS/TLS w komórce w testach frakcjonowania komórek. Chociaż w normalnych warunkach FUS/TLS i PRMT1 są zlokalizowane głównie w jądrze komórkowym. stanie, FUS/TLS i PRMT1 były częściowo rekrutowane do cytoplazmatycznych granulek granulek pod wpływem stresu oksydacyjnego, które zostały połączone z granulkami stresu (SGs) w komórkach SH-SY5Y. C-końcowa skrócona forma FUS/TLS (FUS-dC), której pozbawiona C-końcowego sygnału lokalizacji jądrowej (NLS), tworzyła cytoplazmatyczne cytoplazmatyczne, podobnie jak mutanty FUS związane z ALS i była częściowo kolokalizowana z PRMT1. Ponadto, warunkowa nadekspresja PRMT1 zmniejszała SG FUS-dC i nierozpuszczalne w detergencie agregaty w komórkach HEK293 komórkach. Odkrycia te wskazują, że metylacja argininy za pośrednictwem PRMT1 może być może być zaangażowana w transport jądrowo-cytoplazmatyczny FUS/TLS oraz w tworzenie SG i agregatów nierozpuszczalnych w detergencie i nierozpuszczalnych w detergentach inkluzjach mutantów FUS/TLS związanych z ALS.
Czy granulki stresu są zaangażowane w patogenezę stwardnienia zanikowego bocznego?
Granule stresu są cytoplazmatycznymi inkluzjami, które hamują translację podzbioru RNA w czasach stresu komórkowego, a kilka białek związanych z neurodegeneracją (tj. Ataksyna-2 i SMN) oddziałuje z granulami stresu. Zmutowane białka FUS, które powodują stwardnienie zanikowe boczne, przyłączają się do granulek stresu. Związane z ALS mutacje profiliny 1 zmieniają dynamikę granulek stresu, dostarczając dalszych dowodów na potencjalną rolę granulek stresu w patogenezie ALS. Mutacje ALS w FUS NLS mogą upośledzać lokalizację jądrową FUS, indukować inkluzje cytoplazmatyczne i granulki stresu oraz potencjalnie zaburzać metabolizm RNA.