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Defects in optineurin- and myosin VI-mediated cellular trafficking in amyotrophic lateral sclerosis.

Human molecular genetics (2015-04-11)
Vinod Sundaramoorthy, Adam K Walker, Vanessa Tan, Jennifer A Fifita, Emily P Mccann, Kelly L Williams, Ian P Blair, Gilles J Guillemin, Manal A Farg, Julie D Atkin
ABSTRACT

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder primarily affecting motor neurons. Mutations in optineurin cause a small proportion of familial ALS cases, and wild-type (WT) optineurin is misfolded and forms inclusions in sporadic ALS patient motor neurons. However, it is unknown how optineurin mutation or misfolding leads to ALS. Optineurin acts an adaptor protein connecting the molecular motor myosin VI to secretory vesicles and autophagosomes. Here, we demonstrate that ALS-linked mutations p.Q398X and p.E478G disrupt the association of optineurin with myosin VI, leading to an abnormal diffuse cytoplasmic distribution, inhibition of secretory protein trafficking, endoplasmic reticulum (ER) stress and Golgi fragmentation in motor neuron-like NSC-34 cells. We also provide further insight into the role of optineurin as an autophagy receptor. WT optineurin associated with lysosomes and promoted autophagosome fusion to lysosomes in neuronal cells, implying that it mediates trafficking of lysosomes during autophagy in association with myosin VI. However, either expression of ALS mutant optineurin or small interfering RNA-mediated knockdown of endogenous optineurin blocked lysosome fusion to autophagosomes, resulting in autophagosome accumulation. Together these results indicate that ALS-linked mutations in optineurin disrupt myosin VI-mediated intracellular trafficking processes. In addition, in control human patient tissues, optineurin displayed its normal vesicular localization, but in sporadic ALS patient tissues, vesicles were present in a significantly decreased proportion of motor neurons. Optineurin binding to myosin VI was also decreased in tissue lysates from sporadic ALS spinal cords. This study therefore links several previously described pathological mechanisms in ALS, including defects in autophagy, fragmentation of the Golgi and induction of ER stress, to disruption of optineurin function. These findings also indicate that optineurin-myosin VI dysfunction is a common feature of both sporadic and familial ALS.

MATERIALI
Numero di prodotto
Marchio
Descrizione del prodotto

Sigma-Aldrich
Sodio dodecil solfato, BioReagent, suitable for electrophoresis, Molecular Biology, ≥98.5% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio dodecil solfato, ≥99.0% (GC), dust-free pellets
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, Molecular Biology, DNase, RNase, and protease, none detected, ≥99% (titration)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Urea, powder, BioReagent, Molecular Biology, suitable for cell culture
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, 5 M in H2O, BioReagent, Molecular Biology, suitable for cell culture
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, BioXtra, ≥99.5% (AT)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, suitable for plant cell culture, ≥99%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, 0.9% in water, BioXtra, suitable for cell culture
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio dodecil solfato, ACS reagent, ≥99.0%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio dodecil solfato, BioUltra, Molecular Biology, 10% in H2O
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Fenil metansolfonile fluoruro, ≥98.5% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Urea, ACS reagent, 99.0-100.5%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio dodecil solfato, ReagentPlus®, ≥98.5% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, 5 M
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Supelco
Urea, 8 M (after reconstitution with 16 mL high purity water)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio dodecil solfato, BioUltra, Molecular Biology, ≥99.0% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio dodecil solfato, BioUltra, 20% in H2O
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
SAFC
Sodio cloruro, 5 M
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Urea solution, BioUltra, ~8 M in H2O
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Fenil metansolfonile fluoruro, ≥99.0% (T)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Supelco
Sodio dodecil solfato, dust-free pellets, suitable for electrophoresis, Molecular Biology, ≥99.0% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Urea, ReagentPlus®, ≥99.5%, pellets
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Urea, BioUltra, Molecular Biology, 99% (T)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, BioUltra, Molecular Biology, ≥99.5% (AT)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Urea, BioXtra, pH 7.5-9.5 (20 °C, 5 M in H2O)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, meets analytical specification of Ph. Eur., BP, USP, 99.0-100.5%
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, 99.999% trace metals basis
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio cloruro, BioUltra, Molecular Biology, ~5 M in H2O
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio dodecil solfato, BioXtra, ≥99.0% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili
Sigma-Aldrich
Sodio dodecil solfato, ≥98.0% (GC)
Prezzi e disponibilità al momento non sono disponibili