Identification and Analysis of Gene Product Modifiers of α-Synuclein Toxicity in the Fruit Fly (D. Melanogaster).

Abstract

Morbus Parkinson (PD) ist eine progressive neurodegenerative Erkrankung, durch den Verlust von dopaminergen Neuronen in der Substantia Nigra pars compacta gekennzeichnet. Verschiedene Mutationen im a-Synuclein (SNCA, PARK1 / 4) resultat in autosomal-dominant vererbt PD. Überexpression oder Mutation von a-Synuclein ist mit Protein-Aggregation und die Ergebnisse in einer Reihe Störung der Zell-Systemen, einschließlich des Ubiquitin-Proteasom-System und Mitochondrien assoziiert. Zur Identifizierung neuer genetischer Modifikatoren von α-Synuclein Neurotoxizität, Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) expression menschlichen a-Synuclein mit den familiären PD Mutation [A53T] in dopaminergen Neuronen, in Kombination mit einem spezifischen chromosomalen Deletion, wurden für das Altern-abhängige Verlust von geschirmten Gehirn Dopamin (DA) mit Hochleistungs-Flüssigchromatographie (HPLC). Sub-Screening für Mängel innerhalb einzelner Gene mit Hilfe von P-Element Gendisruption und RNA-Interferenz Flugleinen gezeigt, dass verminderte Expression des mitochondrialen Chaperon-Protein, Tumor-Nekrose-Faktor-Rezeptor-assoziierten Protein-1 (TRAP1), a-Synuclein [A53T] Neurotoxizität erhöht. Fliegen zeigten eine erhöhte Verlust von Gehirn DA, dopaminergen Neuronen und Steigfähigkeit mit der Zeit. Darüber hinaus Empfindlichkeit gegenüber oxidativem Stress Behandlung (Paraquat oder Wasserstoffperoxid) wurde verbessert. Überexpression von human TRAP1 gerettet diese Phänotypen. Ebenso gleichzeitige Überexpression von Menschliche TRAP1 und a-Synuclein [A53T] Ratte in primären kortikalen Neuronen gerettet a-Synuclein-Empfindlichkeit auf die Behandlung induzierten Rotenon. In humanen embryonalen Nierenzellen-293 (HEK293-Zellen), small interfering RNA gegen TRAP1 verstärkte a-Synuclein [A53T]-induzierten Empfindlichkeit gegenüber Wasserstoffperoxid oder Rotenon. TRAP1 Überexpression vorgesehen retten. a-Synuclein [A53T] war es, die Mitochondrien mit der Zell-Fraktionierung sowie die Co-Lokalisation von fluoreszierenden Signale lokalisi ert. a-Synuclein [A53T] kann direkt mit der mitochondrialen Funktion zu stören, da festgestellt wurde, zu hemmen Komplex I-Aktivität und in Kombination mit siTRAP1 sank Mitochondrienmembranpotential. Diese Effekte konnten durch die Überexpression TRAP1 gesperrt werden. Eine direkte Protein-Protein-Interaktion zwischen TRAP1 und a-Synuclein [A53T] gefunden wurde mittels Immunpräzipitation. Darüber hinaus wurden die Daten aus dem primären Bildschirm-Mangel Kreuz mit Kandidatengen Daten aus einem zuvor veröffentlichten Drosophila mitochondrialen Modifier Bildschirm verwiesen. Siebzehn weitere Kandidatengene Änderung a-Synuclein [A53T] Toxizität in-the-fly, einschließlich Tiny Tim 50 und p70 S6K, wurden identifiziert. Diese Ergebnisse zeigen, dass a-Synuclein [A53T] Toxizität wichtig ist, dass der mitochondrialen Funktion verbunden und Rettung von Toxizität in Fliege, Ratte primären Neuronen und humanen Zelllinie lässt sich durch die Überexpression der mitochondrialen Chaperon TRAP1 werden.