Razširjena ponovitev GGGGCC (G4C2) v intronu gena C9ORF72 je najpogostejši genetski vzrok amiotrofične lateralne skleroze (ALS) in frontotemporalne demence (FTD). Znotrajjedrni agregati ali žarišča G4C2 RNA v nevronih ALS in FTD pacientov, kažejo, da je lahko G4C2 RNA strupena. V tej publikaciji smo pokazali, da izražanje 38× in 72× G4C2 ponovitev tvori znotrajjedrna RNA žarišča, ki sprožijo apoptotsko celično smrt v nevronskih celicah ter v zarodkih cebric. V transfektiranih celicah, RNA žarišča kolokalizirajo z manjšim številom vezavnih proteinov RNA, vključno s SF2, SC35 in hnRNP-H. Samo hnRNP-H se veže neposredno na G4C2 ponovitev po RNA imunoprecipitaciji in samo hnRNP-H kolokalizira s 70% G4C2 RNA žarišč v možganskih tkivih ALS in FTD pacienotov z C9ORF72 mutacijo. Pokazali smo, da so razširjene G4C2 ponovitve močno nevrotoksične in se vežejo hnRNP-H in drugi RNA vezavne beljakovine. Predlagamo, da toksičnost RNA in zaseg RNA vezavnih proteinov motijo splošno obdelavo RNA in prispevajo k nevrodegeneracij.
COBISS.SI-ID: 27328295
TAR DNA-vezavni protein (TDP-43, znan tudi kot TARDBP) je poglavitni patološki protein pri amiotrofični lateralni sklerozi (ALS) in frontotemporalni demenci (FTD). V citoplazmi vzorcev nevronov bolnikov z ALS in FTD, pridobljenih posmrtno, so prisotni večji agregati proteinov TDP-43, obdani z adaptorskimi proteini za razkroj. Alumulacija TDP-43 in mutacije v poteh degradacije, povezane z ALS, namigujejo, da predstavljajo napake pri odstranjevanju proteina glavni mehanizem bolezni. V tem delu poročamo o različnih vlogah ubikvitin-proteasom odvisnega sistema (UPS) in avtofagije pri odstranjevanju TDP-43. Proučevali smo vplive inhibitorjev UPS in avtofagije na razgradnjo, lokalizacijo in mobilnost topne in netopne oblike proteina TDP-43. Odkrili smo, da se topni TDP-43 razgrajuje pretežno preko UPS, medtem ko se agregirani TDP-43 odstranjuje v procesu avtofagije. Celični makroagregati, ki imajo številne lastnosti patoloških agregatov prisotnih pri bolnikih, so reverzibilni v primeru, ko sta funkcionalna tako UPS kot avtofagija. V proces odstranjevanja celičnih makroagregatov je vključena avtofagija oligomernega TDP-43. Poleg tega predpostavljamo, da je za akumulacijo TDP-43 pri ALS in FTD odgovorna tako s starostjo povezana zmanjšana aktivnost poti razgradnje proteinov, kot tudi dodatne napake pri UPS ali avtofagiji. Terapije, ki si prizadevajo odstraniti odvečni TDP-43, naj bi torej delovale tarčno na obe omenjeni poti razgradnje.
COBISS.SI-ID: 27414567
TDP-43 se nahaja v citoplazemskih vključkih pri 95% bolnikov z amiotrofično lateralno sklerozo (ALS) in pri 60% bolnikov s frontotemporalno lobarno degeneracijo (FTLD). Mutacije v zapisu za TDP- 43 so odgovorne za približno 4% dedne oblike bolezni ALS. Večji del mutacij najdemo v domeni, bogati z glicinom, vključno z mutanto M337V, ki je ena najbolj pogostih mutacij TDP-43. Z namenom, da bi proučili uporabnost alelno-specifične interferenčne RNA (RNAi) kot potencialnega terapevtskega orodja, smo oblikovali in pregledali skupino siRNA, ki specifično ciljajo mutirano obliko TDP-43(M337V). Dve od pregledanih siRNA sta specifično utišali mutacijo M337V pri celicah HEK, ki prehodno izražajo GFP-TDP-43(divji tip) ali GFP-TDP-43(M337V) ali C-končno domeno TDP-43. Celice, ki prehodno izražajo C-končno domeno TDP-43 imajo povečano vsebnost citosolnih vključkov. Število citoplazemskih vključkov pa se zniža, če celicam dodamo alelno specifično siRNA. Nadalje smo proučevali vplive alelno specifičnih siRNA v induciranih pluripotentnih matičnih celicah (iPSC), ki so bile pridobljene iz bolnika z ALS, ki nosi mutacijo M337V. Te linije so vsebovale dvakratno povečanje vsebnosti citosolnega TDP-43 v primerjavi s kontrolo. Po transfekciji z alelnospecifičnimi siRNA se je vsebnost citosolnega TDP-43 znižala za 30% v primerjavi z negativno kontrolo. Na podlagi tega zaključujemo, da interferenčno RNA lahko uporabljamo pri selektivnem izbijanju alela za TDP(M337V) v celičnih linijah in pri celicah bolnikov, kar nakazuje na potencialno uporabno vrednost interferenčne RNA kot terapevtskega orodja pri zdravljenju ALS.
COBISS.SI-ID: 27582247
V tem prispevku predstavljamo proteomsko študijo, s katero smo analizirali vpliv izgube TDP-43 na proteom. Podatki masne spektrometrije z identifikatorjem PXD001668 so dostopni preko ProteomeXchange. Naši rezultati nakazujejo, da je TDP-43 pomemben regulator metabolizma RNA in znotrajceličnega transporta. Pokazali smo, da se po utišanju TDP-43 zmanjša nivo Ran-vezavnega proteina 1 (RanBP1), DNA-metiltransferaze 3 alfa (Dnmt3a) in kromogranina B. Kot rezultat pomanjkanja RanBP1, se poveča nivo transportina 1. Neustrezna regulacija teh proteinov in posledično celičnih procesov lahko igra vlogo pri patogenezi ALS in FTLD, ki jih zaznamuje proteinopatija TDP-43.
COBISS.SI-ID: 28427047
Članek je bil izpostavljen v uvodnem delu revije JCS ('in this issue'). Protein FUS se pri približno 10 % bolnikov s frontotemporalno lobarno degeneracijo (FTLD) nahaja v citoplazemskih vključkih namesto v jedru. Z mikroskopijo primarnih nevronov in imunoprecipitacijo smo pokazali, da je C-končen tirozin v proteinu FUS ključen za transport proteina FUS preko jedrne membrane. V nadaljevanju smo ugotovili, da je omenjeni tirozin podvržen fosforilaciji, ki zmanjša jakost vezave transportina 1. Transportin 1 veže protein FUS in ga prenese v jedro. Posledično lahko fosforilacija Ckončnega tirozina vpliva na jedrni transport proteina FUS. Sprememba fosforilacijskega stanja C-končnega tirozina v proteinu FUS je potencialni vzrok za patološko redistribucijo proteina FUS v citoplazmo pri FTLD.
COBISS.SI-ID: 29044263