Conformational Targeting of Fibrillar Polyglutamine Proteins in Live Cells Escalates Aggregation and Cytotoxicity
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Misfolding- and aggregation-prone proteins underlying Parkinson's, Huntington's and Machado-Joseph diseases, namely alpha-synuclein, huntingtin, and ataxin-3 respectively, adopt numerous intracellular conformations during pathogenesis, including globular intermediates and insoluble amyloid-like fibrils. Such conformational diversity has complicated research into amyloid-associated intracellular dysfunction and neurodegeneration. To this end, recombinant single-chain Fv antibodies (scFvs) are compelling molecular tools that can be selected against specific protein conformations, and expressed inside cells as intrabodies, for investigative and therapeutic purposes. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Using atomic force microscopy (AFM) and live-cell fluorescence microscopy, we report that a human scFv selected against the fibrillar form of alpha-synuclein targets isomorphic conformations of misfolded polyglutamine proteins. When expressed in the cytoplasm of striatal cells, this conformation-specific intrabody co-localizes with intracellular aggregates of misfolded ataxin-3 and a pathological fragment of huntingtin, and enhances the aggregation propensity of both disease-linked polyglutamine proteins. Using this intrabody as a tool for modulating the kinetics of amyloidogenesis, we show that escalating aggregate formation of a pathologic huntingtin fragment is not cytoprotective in striatal cells, but rather heightens oxidative stress and cell death as detected by flow cytometry. Instead, cellular protection is achieved by suppressing aggregation using a previously described intrabody that binds to the amyloidogenic N-terminus of huntingtin. Analogous cytotoxic results are observed following conformational targeting of normal or polyglutamine-expanded human ataxin-3, which partially aggregate through non-polyglutamine domains. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: These findings validate that the rate of aggregation modulates polyglutamine-mediated intracellular dysfunction, and caution that molecules designed to specifically hasten aggregation may be detrimental as therapies for polyglutamine disorders. Moreover, our findings introduce a novel antibody-based tool that, as a consequence of its general specificity for fibrillar conformations and its ability to function intracellularly, offers broad research potential for a variety of human amyloid diseases.
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Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
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