Transport wewnątrzgałkowy (IFT) zależy od dwóch ewolucyjnie konserwowanych modułów, podkompleksów A (IFT-A) i B (IFT-B), które napędzają montaż i utrzymanie rzęsek. Wszystkie sześć komponentów IFT-A i ich białko motoryczne, DYNC2H1, zostały powiązane z ludzkimi ciliopatiami szkieletowymi, w tym uduszającą dystrofią piersiową (ATD; znany również jako zespół Jeune'a), zespół Sensenbrennera i zespół Mainzer-Saldino (MZSDS). I odwrotnie, 14 podjednostek w module IFT-B, z wyjątkiem wyjątkiem IFT80, ma nieznaną rolę w chorobach człowieka. Aby zidentyfikować dodatkowe składników IFT-B wadliwych w ciliopatiach, niezależnie przeprowadziliśmy różne analizy mutacji analizy mutacji: sekwencjonowanie oparte na kandydatach wszystkich genów kodujących IFT-B u 1,467 osób z ciliopatią związaną z nefronoftyzą lub sekwencjonowanie całego eksomu u 63 osób z ATD. W ten sposób wykryliśmy mutacje bialleliczne w genie kodującym IFT-B IFT172 w 12 rodzinach. Wszystkie osoby dotknięte chorobą wykazywały nieprawidłowości klatki piersiowej i / lub kości długich, a także nerek, nerek, wątroby lub siatkówki, zgodne z rozpoznaniem ATD lub MZSDS. Dodatkowo, aplazja lub hipoplazja móżdżku charakterystyczna dla zespołu Joubert występowała w 2 z 12 rodzin. Fibroblasty od dotkniętych wykazały zaburzony skład rzęsek, co sugeruje zmiany w transporcie i sygnalizacji rzęsek. transportu rzęskowego i sygnalizacji. Zablokowanie ift172 u danio pręgowanego odtworzyło fenotyp ludzki fenotyp i wykazało genetyczną interakcję między ift172 i ift80. Podsumowując, zidentyfikowaliśmy defekty w IFT172 jako przyczynę złożonych ATD i MZSDS. ATD i MZSDS. Nasze odkrycia łączą grupę ciliopatii szkieletowych z dodatkowym składnikiem dodatkowym składnikiem IFT-B, IFT172, podobnym do tego, co wykazano dla IFT-A. --- Członkowie rodziny dynein, składającej się z izoform cytoplazmatycznych i aksonalnych, są silnikami, które poruszają się w kierunku ujemnych końców mikrotubul. Cytoplazmatyczna dyneina-1 (dyneina-1) odgrywa rolę w mitozie i transporcie ładunku komórkowego i jest zaangażowana w infekcje wirusowe. w infekcjach wirusowych i chorobach neurodegeneracyjnych. Cytoplazmatyczna dyneina-2 (dyneina-2) wykonuje transport wewnątrzbłonowy i jest związana z ludzkimi ciliopatiami szkieletowymi. Dyneiny mają wspólną domenę motoryczną, która łączy cykle hydrolizy ATP ze zmianami konformacyjnymi w celu wytworzenia ruchu. Tutaj przedstawiamy strukturę krystaliczną ludzkiego cytoplazmatycznego silnika dyneiny-2 związanego z analogiem stanu przejściowego hydrolizy ATP - ADP.wanadanem. Struktura ujawnia zamknięcie pierścienia silnika składającego się z sześciu domen AAA+ (ATPazy związane z z różnymi aktywnościami komórkowymi: AAA1-AAA6). Powoduje to zderzenie steryczne z łącznikiem, kluczowym elementem do generowania ruchu, doprowadzając go do konformacji konformacji, która jest gotowa do wytworzenia siły. Zamknięcie pierścienia zmienia również interfejs między łodygą a przedłużeniami cewki pośladkowej silnika domeny. Powoduje to przesuwanie się helisy w łodydze, co powoduje, że domena wiążąca mikrotubule domenę wiążącą mikrotubule na jej końcu, aby uwolnić się z mikrotubuli. Nasza struktura odpowiada na na kluczowe pytania dotyczące tego, w jaki sposób hydroliza ATP prowadzi do przebudowy łącznika i regulacji regulacji powinowactwa do mikrotubuli. --- Dwukierunkowy (wsteczny i wsteczny) transport wewnątrzbłonowy oparty na silnikach (IFT) reguluje procesy transportu i dostarczania ładunków, które są niezbędne dla wzrostu i utrzymania rzęsek pierwotnych oraz dla funkcji sygnalizacyjnych hedgehog. Kompleks Kompleks motoryczny IFT dyneina-2, który reguluje wsteczny transport białek rzęskowych zawiera podjednostkę ATPazy/motoru dyneiny o ciężkim łańcuchu, DYNC2H1, wraz z innymi mniej dobrze funkcjonalnie zdefiniowanymi podjednostkami. Niedobór białek IFT, w tym DYNC2H1, leży u podstaw spektrum ciliopatii szkieletowych. Tutaj, wykorzystując sekwencjonowanie egzomu i ukierunkowanego panelu sekwencjonowania następnej generacji, zidentyfikowaliśmy łącznie 11 mutacji w WDR34 w 9 rodzinach z kliniczną diagnozą zespołu Zespół Jeune'a (uduszająca dystrofia klatki piersiowej). WDR34 koduje białko zawierające powtórzenia WD40 zawierające powtórzenia WD40, ortologiczne do Chlamydomonas FAP133, łańcuch pośredni dyneiny dyneiny, łańcucha pośredniego związanego z wstecznym transportem wewnątrzgałkowym silnika. Trójwymiarowe modelowanie białek sugeruje, że zidentyfikowane mutacje wpływają na reszty krytyczne dla interakcji białko-białko WDR34. Stwierdziliśmy że WDR34 koncentruje się wokół centrioli i ciałek podstawnych w komórkach ssaków. komórek ssaków, wykazując również barwienie aksonalne. WDR34 koimmunoprecypituje z łańcuchem lekkim lekkim łańcuchem dyneiny-1 DYNLL1 in vitro, a analiza danych proteomicznych sugeruje że WDR34 może reprezentować wcześniej nierozpoznane połączenie między cytoplazmatycznymi silnikami dyneiny-1 i dyneiny-2 IFT. Wszystkie te dane pokazują, że WDR34 ma kluczowe znaczenie dla funkcji rzęsek niezbędnych do prawidłowego rozwoju i przeżycia. przeżycia, najprawdopodobniej jako wcześniej nierozpoznany składnik ssaków dyneina-IFT. --- Cytoplazmatyczna dyneina-2 jest motorem wstecznego transportu wewnątrzgałkowego (IFT), a mutacje dyneiny-2 są znane z powodowania ciliopatii szkieletowych. Tutaj definiujemy po raz pierwszy skład ludzkiego cytoplazmatycznego kompleksu dyneiny-2 kompleksu. Pokazujemy, że białka kodowane przez geny ciliopatii WDR34 i WDR60 są w dobrej wierze łańcuchami pośrednimi dyneiny-2 i oba są wymagane dla funkcji dyneiny-2. funkcji dyneiny-2. Ponadto, zidentyfikowaliśmy TCTEX1D2 jako unikalny łańcuch lekki dyneiny-2 który sam w sobie jest wymagany do funkcjonowania rzęsek. Definiujemy kilka podjednostek wspólnych dla dyneiny-1 i dyneiny-2, w tym TCTEX-1 (znany również jako DYNLT1) i TCTEX-3 (znany również jako DYNLT3), roadblock-1 (znany również jako DYNLRB1) i roadblock-2 (znany również jako DYNLRB2) oraz łańcuchy lekkie LC8-1 i LC8-2 (odpowiednio DYNLL1 i DYNLL2, odpowiednio). Stwierdziliśmy również, że NudCD3 wiąże się z dyneiną-2, podobnie jak z dyneiną-1. Natomiast wspólne regulatory dyneiny-1 - dynaktyna, LIS1 (znany również jako PAFAH1B1) i BICD2 nie występują w połączeniu z dyneiną-2. Dane te wyjaśniają, dlaczego mutacje w WDR34 lub WDR60 powodują chorobę. chorobę, a także identyfikują TCTEX1D2 jako gen kandydujący do ciliopatii.
Które białko motoryczne transportu wewnątrzbłonowego (IFT) zostało powiązane z ludzkimi ciliopatiami szkieletowymi?
Cytoplazmatyczna dyneina-2 (dyneina-2) wykonuje transport wewnątrzgałkowy i jest związana z ludzkimi ciliopatiami szkieletowymi.