Identificación de Moléculas Asociadas al RNA Mutante de Ataxina 7 en Modelos Celulares de Ataxia Espinocerebelosa Tipo 7

Abstract

Spinocerebellar ataxia type 7 (SCA7) is a neurodegenerative disorder characterized by deleterious effects on the cerebellum and retina. This disease is caused by CAG expansion in the ATXN7 gene, encoding polyglutamine (polyQ) tracts in the ataxin-7 protein. It has been documented that mutant ataxin-7 causes cerebellar involvement in the Purkinje cell layer, thus affecting Bergmann glia; however, in the retina, the role of mutant ataxin-7 in Müller glia cells is unknown. The pathogenesis of SCA7 occurs through the gain-of-function mechanism of the protein; however, the contribution of the mutant RNA to the disease is not ruled out. Therefore, the objective of the present work was to determine the association of the ATXN7 mutant messenger RNA with nuclear territory proteins in cellular models of SCA7. The Müller glial cell line, MIO-M1, was used and by means of the RNA-FISH technique the formation of nuclear aggregates of the mutant RNA was observed in MIO-M1 64Q cells. To determine the co-localization of mRNA with specific proteins of sub-nuclear territories in MIO-M1 64Q cells, the RNA FISH technique coupled to immunofluorescence was used, where a possible co-localization between nuclear foci with fibrillarin and heterogeneous nuclear ribonucleoprotein type L (hnRNPL) was found. The fibrilarin is a nucleolar protein associated with the modification of the rRNA precursor; CAG mutant RNAs interfere with nucleolar function, deregulating ribosome biogenesis. On the other hand, hnRNPL is an RNA-binding protein that is enriched in the nucleus and has a higher affinity to bind to CA-rich RNA elements, so hnRNPL probably binds to mutant mRNAs and this protein ceases to function as an intron splicing factor of Bcl-2 mRNA, thus reducing Bcl-2 mRNA levels and triggering apoptosis.

La ataxia espinocerebelosa tipo 7 (SCA7) es un trastorno neurodegenerativo caracterizado por efectos deletéreos en cerebelo y retina. Esta enfermedad es causada por expansión de CAG en el gen ATXN7, codificando tractos de poliglutaminas (polyQ) en la proteína ataxina-7. Se ha documentado que la ataxina-7 mutante provoca afectación cerebelar en la capa de células de Purkinje, así afectando en glía de Bergmann, sin embargo, en la retina se desconoce el papel de la ataxina-7 mutante en células de glía de Müller. La patogénesis de SCA7 se da por el mecanismo de ganancia de función de la proteína, sin embargo, no se descarta la contribución del RNA mutante a la enfermedad. Por lo que, el objetivo del presente trabajo fue determinar la asociación del RNA mensajero mutante de ATXN7 con proteínas de territorios nucleares en modelos celulares de SCA7. Se usó la línea celular glial de Müller, MIO-M1, y por medio de la técnica de RNA-FISH se observó la formación de agregados nucleares del RNA mutante en células MIO-M1 64Q. Para determinar la co-localización del mRNA con proteínas específicas de territorios sub-nucleares en las células MIO-M1 64Q, se usó la técnica de RNA FISH acoplado a inmunofluorescencia, en donde se encontró una posible co-localización entre los focos nucleares con fibrilarina y la ribonucleoproteína nuclear heterogénea tipo L (hnRNPL). Fibrilarina es una proteína nucleolar asociada con la modificación del precursor de rRNA; los RNA mutantes de CAG interfieren con la función nucleolar, desregulando la biogénesis de ribosomas. Por otro lado, hnRNPL es una proteína de unión al RNA que se encuentra enriquecida en el núcleo y tiene una mayor afinidad a unirse a elementos de RNA ricos en CA, por lo que probablemente hnRNPL se une a los mRNA mutantes y esta proteína deja de fungir su papel como factor de empalme de intrones del mRNA de Bcl-2, así reduciendo los niveles de éste y desencadenando la apoptosis.