Genom genişliğindeki ekran, Rab12 GTPaz'ı Parkinson hastalığına bağlı LRRK2 kinazın kritik bir aktivatörü olarak ortaya koymaktadır.

Araştırma özeti

Aşağıdaki metin kaynak makalenin lisansı doğrulanmış orijinal özetidir. cc by

Activating mutations in the leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2) cause Parkinson's disease. LRRK2 phosphorylates a subset of Rab GTPases, particularly Rab10 and Rab8A, and we showed previously that these phosphoRabs play an important role in LRRK2 membrane recruitment and activation (Vides et al., 2022). To learn more about LRRK2 pathway regulation, we carried out an unbiased, CRISPR-based genome-wide screen to identify modifiers of cellular phosphoRab10 levels. A flow cytometry assay was developed to detect changes in phosphoRab10 levels in pools of mouse NIH-3T3 cells harboring unique CRISPR guide sequences. Multiple negative and positive regulators were identified; surprisingly, knockout of the Rab12 gene was especially effective in decreasing phosphoRab10 levels in multiple cell types and knockout mouse tissues. Rab-driven increases in phosphoRab10 were specific for Rab12, LRRK2-dependent and PPM1H phosphatase-reversible, and did not require Rab12 phosphorylation; they were seen with wild type and pathogenic G2019S and R1441C LRRK2. As expected for a protein that regulates LRRK2 activity, Rab12 also influenced primary cilia formation. AlphaFold modeling revealed a novel Rab12 binding site in the LRRK2 Armadillo domain, and we show that residues predicted to be essential for Rab12 interaction at this site influence phosphoRab10 and phosphoRab12 levels in a manner distinct from Rab29 activation of LRRK2. Our data show that Rab12 binding to a new site in the LRRK2 Armadillo domain activates LRRK2 kinase for Rab phosphorylation and could serve as a new therapeutic target for a novel class of LRRK2 inhibitors that do not target the kinase domain.

Türkçe çeviri

Makine çevirisi · Klinik kullanım öncesinde kaynakla karşılaştırılmalı.

Lösin bakımından zengin tekrar kinaz 2 (LRRK2) 'deki mutasyonları aktive etmek Parkinson hastalığına neden olur. LRRK2, Rab GTPases'in bir alt kümesini, özellikle Rab10 ve Rab8A'yı fosforile eder ve daha önce bu fosfoRabs'ın LRRK2 membran işe alımı ve aktivasyonunda önemli bir rol oynadığını gösterdik (Vides et al., 2022). LRRK2 yol düzenlemesi hakkında daha fazla bilgi edinmek için, hücresel fosfoRab10 seviyelerinin değiştiricilerini tanımlamak için tarafsız, CRISPR tabanlı genom çapında bir ekran gerçekleştirdik. Benzersiz CRISPR kılavuz dizilerini barındıran fare NIH-3T3 hücrelerinin havuzlarındaki fosfoRab10 seviyelerindeki değişiklikleri tespit etmek için bir akış sitometrisi tahlili geliştirilmiştir. Çoklu negatif ve pozitif düzenleyiciler tespit edildi; şaşırtıcı bir şekilde, Rab12 geninin nakavt edilmesi, özellikle çoklu hücre tiplerinde ve nakavt fare dokularında fosfoRab10 seviyelerinin azaltılmasında etkili oldu. fosfoRab10'daki Rab güdümlü artışlar Rab12, LRRK2-bağımlı ve PPM1H fosfataz-geri dönüşümlü için spesifikti ve Rab12 fosforilasyon gerektirmezdi; vahşi tip ve patojenik G2019S ve R1441C LRRK2 ile görüldüler. LRRK2 aktivitesini düzenleyen bir protein için beklendiği gibi, Rab12 ayrıca birincil silia oluşumunu da etkiledi. AlphaFold modelleme, LRRK2 Armadillo etki alanında Rab12 bağlayıcı bir site ortaya çıkardı ve bu sitede Rab12 etkileşimi için gerekli olduğu tahmin edilen kalıntıların fosfoRab10 ve fosfoRab12 seviyelerini LRRK2'nin Rab29 aktivasyonundan farklı bir şekilde etkilediğini gösteriyoruz. Verilerimiz, Rab12'nin LRRK2 Armadillo etki alanındaki yeni bir siteye bağlanmasının, Rab fosforilasyon için LRRK2 kinazını aktive ettiğini ve kinaz etki alanını hedef almayan yeni bir LRRK2 inhibitörleri sınıfı için yeni bir terapötik hedef olarak hizmet edebileceğini göstermektedir.

İlgili konular