Targeting RACK1 to alleviate TDP-43 and FUS proteinopathy-mediated suppression of protein translation and neurodegeneration
Notice bibliographique
Résumé
Abstract TAR DNA-binding protein 43 (TDP-43) and Fused in Sarcoma/Translocated in Sarcoma (FUS) are ribonucleoproteins associated with pathogenesis of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal lobar degeneration (FTLD). Under physiological conditions, TDP-43 and FUS are predominantly localized in the nucleus, where they participate in transcriptional regulation, RNA splicing and metabolism. In disease, however, they are typically mislocalized to the cytoplasm where they form aggregated inclusions. A number of shared cellular pathways have been identified that contribute to TDP-43 and FUS toxicity in neurodegeneration. In the present study, we report a novel pathogenic mechanism shared by these two proteins. We found that pathological FUS co-aggregates with a ribosomal protein, the Receptor for Activated C-Kinase 1 (RACK1), in the cytoplasm of spinal cord motor neurons of ALS, as previously reported for pathological TDP-43. In HEK293T cells transiently transfected with TDP-43 or FUS mutant lacking a functional nuclear localization signal (NLS; TDP-43ΔNLS and FUSΔNLS), cytoplasmic TDP-43 and FUS induced co-aggregation with endogenous RACK1. These co-aggregates sequestered the translational machinery through interaction with the polyribosome, accompanied by a significant reduction of global protein translation. RACK1 knockdown decreased cytoplasmic aggregation of TDP-43ΔNLS or FUSΔNLS and alleviated associated global translational suppression. Surprisingly, RACK1 knockdown also led to partial nuclear localization of TDP-43ΔNLS and FUSΔNLS in some transfected cells, despite the absence of NLS. In vivo, RACK1 knockdown alleviated retinal neuronal degeneration in transgenic Drosophila melanogaster expressing hTDP-43WT or hTDP-43Q331K and improved motor function of hTDP-43WT flies, with no observed adverse effects on neuronal health in control knockdown flies. In conclusion, our results revealed a novel shared mechanism of pathogenesis for misfolded aggregates of TDP-43 and FUS mediated by interference with protein translation in a RACK1-dependent manner. We provide proof-of-concept evidence for targeting RACK1 as a potential therapeutic approach for TDP-43 or FUS proteinopathy associated with ALS and FTLD.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».