El papel de HTT y NEAT1 en la enfermedad de Huntington
Nuevas ideas sobre la conexión entre HTT y NEAT1 en la enfermedad de Huntington.
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
- La proteína Huntingtin y sus funciones
- Investigación de las conexiones HTT y ARN
- Unión de HTT y HAP40 al ARN
- Importancia del ARN NEAT1
- Niveles de NEAT1 en la enfermedad de Huntington
- Impacto de la proteína HTT en los niveles de NEAT1
- Visualizando la relación entre HTT y NEAT1
- Implicaciones para la investigación sobre la enfermedad de Huntington
- Direcciones futuras
- Fuente original
- Enlaces de referencia
La enfermedad de Huntington (EH) es un trastorno cerebral raro que empeora con el tiempo. Afecta cómo se mueven, piensan y sienten las personas. Esta condición viene de un problema en un gen llamado Huntingtin (HTT), que tiene una parte que repite un cierto código demasiadas veces. Las personas sanas suelen tener entre 5 y 35 repeticiones de este código, mientras que las personas con la enfermedad tienen 36 o más repeticiones. El número de estas repeticiones a menudo determina cuándo alguien comenzará a mostrar síntomas de EH. Otros genes que ayudan a reparar el ADN y la estructura de estas repeticiones también pueden afectar el tiempo y la progresión de la enfermedad.
La proteína Huntingtin y sus funciones
El gen HTT produce una proteína grande que ayuda a diferentes proteínas a trabajar juntas en el cerebro. Una proteína que trabaja de cerca con HTT es HAP40. Se conecta fuertemente a las formas normales y mutadas de HTT. Una parte de la proteína HTT puede adherirse al ADN y posiblemente ayuda a mover el ARN dentro de las células.
Aunque no está claro cómo HTT interactúa directamente con el ARN, hay mucha información que sugiere que está involucrado en controlar cómo se activan y desactivan los genes, especialmente cuando las células están bajo estrés. Otras proteínas que se unen al ARN, como FUS, pueden formar grupos que ayudan a gestionar este estrés. Hay una parte específica de HTT que se sabe que forma grupos similares bajo las condiciones adecuadas.
Investigación de las conexiones HTT y ARN
Para ver cómo HTT interactúa con el ARN, los científicos usaron varios métodos en sus estudios. Descubrieron que HTT se une directamente al ARN, específicamente a un tipo de ARN llamado NEAT1, que juega un papel en cómo la célula responde al estrés.
Unión de HTT y HAP40 al ARN
En estudios anteriores, los investigadores aprendieron mucho sobre cómo HTT y HAP40 se conectan al ARN. Encontraron que cuando probaron estas proteínas, se pegaban al ARN de cadena sencilla pero no al ADN de cadena doble. Al mirar más de cerca, encontraron que HTT y HAP40 se unían mejor a ciertos tipos de ARN, especialmente aquellos que tienen muchas bases "G", que son importantes para formar estructuras especiales.
Importancia del ARN NEAT1
NEAT1 es un largo trozo de ARN que está muy relacionado con HTT. Diferentes experimentos mostraron que, sin importar el tipo de células que miraran, NEAT1 siempre parecía ser un objetivo principal para HTT. Confirmaron que HTT se une a NEAT1 en varios tipos de células a través de varios métodos.
Cuando examinaron NEAT1 en células, encontraron que está presente en cantidades significativas. Los investigadores también comprobaron si había alguna secuencia especial en NEAT1 que pudiera atraer a HTT, y efectivamente, encontraron algunas partes que podrían formar estructuras específicas atractivas para HTT.
Niveles de NEAT1 en la enfermedad de Huntington
Se sabe que los niveles de NEAT1 pueden cambiar en varios trastornos cerebrales, incluida la EH. Observaron que las cantidades de NEAT1 a menudo parecen ser más bajas en EH en comparación con células sanas. Esta disminución podría estar relacionada con la menor cantidad de proteína HTT funcional en células con repeticiones amplificadas.
Los investigadores realizaron numerosas pruebas en muestras de cerebro tomadas de personas que tenían EH para ver si los niveles de NEAT1 se veían afectados. Descubrieron que los niveles de NEAT1 variaban en diferentes etapas de la enfermedad; a veces aparecían más bajos al principio, pero luego volvían a aumentar, antes de caer nuevamente a medida que la enfermedad avanzaba.
Impacto de la proteína HTT en los niveles de NEAT1
Para estudiar mejor la relación entre HTT y NEAT1, los investigadores redujeron los niveles de HTT en algunas células, tanto sanas como afectadas por EH. Encontraron que cuando los niveles de HTT disminuían, también bajaban los niveles de NEAT1. Esto mostró que HTT ayuda a mantener estable el NEAT1 en las células.
Los investigadores querían ver qué tan rápido se descompone NEAT1 cuando no está presente HTT. Trataban a las células con un fármaco que detiene la producción de nuevo ARN y revisaban cuánto tiempo duraba NEAT1. Descubrieron que sin HTT, NEAT1 se descomponía mucho más rápido.
Visualizando la relación entre HTT y NEAT1
Para entender mejor cómo HTT y NEAT1 trabajan juntos, los investigadores utilizaron técnicas de imagen especiales para capturar visualmente dónde se encuentra NEAT1 en las células. Vieron que HTT y NEAT1 a menudo se agrupaban en lugares específicos dentro del núcleo de la célula, y cuando los niveles de HTT bajaban, también disminuían los grupos de NEAT1.
Compararon diferentes tipos de células para ver cómo se comportaba NEAT1 en cada una. Observaron que las conexiones entre HTT y NEAT1 seguían presentes en las células de EH, pero las relaciones no eran tan fuertes.
Implicaciones para la investigación sobre la enfermedad de Huntington
Los hallazgos sugieren que HTT tiene un papel crucial en conectarse con tipos específicos de ARN, especialmente NEAT1. Esta relación puede contribuir a cómo las células manejan el estrés, que es una parte importante de la progresión de la enfermedad.
Si los niveles de HTT caen, esto podría llevar a menos NEAT1, causando problemas para las células, especialmente en el cerebro. Los cambios en los niveles de NEAT1 en EH podrían señalar problemas mayores en cómo las células funcionan bajo estrés, ya que NEAT1 es necesario para muchas actividades celulares.
Entender la conexión entre HTT y NEAT1 podría dar lugar a nuevas ideas sobre cómo tratar la EH. Los investigadores creen que al estudiar cómo interactúan estos componentes, pueden encontrar mejores maneras de ayudar a las células a lidiar con el estrés que viene con esta enfermedad.
Direcciones futuras
Se necesitan más investigaciones para explorar el papel de HTT en la estabilidad y función de NEAT1. Comprender cómo HTT apoya a NEAT1 y cómo los cambios en HTT causados por la enfermedad afectan a NEAT1 será crucial. Más estudios ayudarán a señalar qué sucede en diferentes etapas de la EH y cómo la presencia de NEAT1 cambia en correlación con los niveles de HTT.
Esta investigación resalta las complejas relaciones entre genes, proteínas y ARN en el contexto de enfermedades como la de Huntington. Al desentrañar estas conexiones, los científicos esperan identificar posibles objetivos terapéuticos y desarrollar intervenciones que podrían mejorar la vida de quienes están afectados por la enfermedad de Huntington.
Título: Huntingtin is an RNA-binding protein and participates in NEAT1-mediated paraspeckles
Resumen: AbstractHuntingtin protein, mutated in Huntington disease, is implicated in nucleic acid- mediated processes, yet evidence for direct huntingtin-nucleic acid interaction is limited. Here we show wildtype and mutant huntingtin co-purify with nucleic acids, primarily RNA, and interact directly with G-rich RNAs in in vitro assays. Huntingtin RNA immunoprecipitation sequencing from patient-derived fibroblasts and neuronal progenitor cells expressing wildtype and mutant huntingtin revealed NEAT1 as a significantly enriched transcript. Altered NEAT1 levels were evident in Huntingtons disease cells and postmortem brain tissues, and huntingtin knockdown decreased NEAT1 levels. Huntingtin co-localized with NEAT1 in paraspeckles, and we identified a high-affinity RNA motif preferred by huntingtin. This study highlights NEAT1 as a novel huntingtin interactor, demonstrating huntingtins involvement in RNA-mediated functions and paraspeckle regulation. One-Sentence SummaryHTT is an RNA-binding protein that interacts with G-rich sequences, including those in the paraspeckle lncRNA NEAT1.
Autores: Cheryl H Arrowsmith, M. Yadav, R. J. Harding, T. Li, X. Xu, T. Gall-Duncan, M. Khan, C. Ferrari Bardile, G. L. Sequiera, S. Duan, R. Chandrasekaran, A. Pan, J. Bu, T. Yamazaki, T. Hirose, P. Prinos, L. Tippett, C. Turner, M. A. Curtis, R. L. M. Faull, M. A. Pouladi, C. E. Pearson, H. H. He
Última actualización: 2024-02-08 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.07.579162
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.07.579162.full.pdf
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