EU: Hemmung des nuklearen Exports beeinflusst Phasenumwandlung von TDP‑43
Eine aktuelle Untersuchung von Wissenschaftlern hat gezeigt, dass die Unterdrückung des nuklearen Exports die Phase‑Übergänge des RNA‑bindenden Proteins TDP‑43 moduliert und damit dessen Aggregationsneigung mindert. Laut der Studie, die in eLife veröffentlicht wurde, wurden sowohl chemische als auch genomweite genetische Bildschirme eingesetzt, um zelluläre Faktoren zu identifizieren, die das Verhalten von TDP‑43 beeinflussen.
Hintergrund
TDP‑43 ist bekannt dafür, in Zellkernen flüssigkeitsähnliche Assemblierungen zu bilden, deren Umwandlung in feste Aggregate mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Amyotropher Lateralsklerose (ALS) in Verbindung gebracht wird. Die genauen Mechanismen, die den Übergang von einer flüssigen zu einer festen Phase steuern, waren bislang unklar.
Methoden
Die Forschenden kombinierten chemische Inhibitoren mit einem genomweiten CRISPR‑Screen, um Mutanten von TDP‑43 zu untersuchen, die keine RNA‑Bindung mehr ausführen konnten. Dabei wurden Zellprozesse wie RNA‑Splicing, Proteintranslation, Proteostase und nuklearer Export systematisch analysiert.
Ergebnisse der Bildschirme
Die Bildschirme identifizierten mehrere regulatorische Netzwerke, die die Phasendynamik von TDP‑43 beeinflussen. Insbesondere zeigte sich, dass die Hemmung des nuklearen Exports die nukleare Umgebung so verändert, dass RNA‑abhängige flüssig‑flüssige Phasenseparation (LLPS) von TDP‑43 begünstigt wird, was dessen Aggregation reduziert.
Entwicklung eines halbpermeabilisierten Zellsystems
Ein neu entwickeltes halbpermeabilisiertes Zellmodell ermöglichte die teilweise Reproduktion des TDP‑43‑Phasenübergangs in vitro. In diesem System bestätigte sich, dass die Blockade des nuklearen Exports die LLPS von TDP‑43 fördert und die Bildung pathologischer Aggregate hemmt.
Validierung im Gehirn‑Organoid‑Modell
In einem Gehirn‑Organoid‑Modell, das eine ALS‑assoziierte Mutation trägt, reduzierte die Inhibition des nuklearen Exports die Anreicherung von phosphoryliertem, pathologischem TDP‑43. Diese Beobachtung legt nahe, dass die Modulation des nuklearen Transports therapeutisches Potenzial besitzen könnte.
Bedeutung und Ausblick
Die Ergebnisse identifizieren mehrere zelluläre Prozesse als Modulatoren der TDP‑43‑Phasenumwandlung und stellen einen Rahmen für weitere Untersuchungen bereit, die den Zusammenhang zwischen nuklearem Transport und neurodegenerativen Mechanismen vertiefen sollen.
Dieser Bericht basiert auf Informationen von eLife, lizenziert unter Creative Commons BY 4.0 (Open Access). Wissenschaftliche Inhalte, offen zugänglich.
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