Deleterious ABCA7 mutations and transcript rescue mechanisms in early onset Alzheimer's disease

Altres ajuts: The sponsors of the study had no role in study design, data collection, data analysis, data interpretation, or writing of the report. The research was funded in part by the European Commission Seventh Framework Programme for research, technological development, and demonstration under grant agreement 305299 (AgedBrainSYSBIO), the Belgian Science Policy Office Interuniversity Attraction Poles program, the Alzheimer Research Foundation (SAO-FRA), the Flemish government-initiated Flanders Impulse Program on Networks for Dementia Research (VIND), the Flemish government-initiated Methusalem Excellence Program, the Research Foundation Flanders (FWO), the VIB Technology Fund, the University of Antwerp Research Fund, Belgium; European Regional Development Fund, the Italian Ministry of Health (Ricerca Corrente and RF-2010-2319722), and the Fondazione Cassa di Risparmio di Pistoia e Pescia grant (2014.0365).Premature termination codon (PTC) mutations in the ATP-Binding Cassette, Sub-Family A, Member 7 gene (ABCA7) have recently been identified as intermediate-to-high penetrant risk factor for late-onset Alzheimer's disease (LOAD). High variability, however, is observed in downstream ABCA7 mRNA and protein expression, disease penetrance, and onset age, indicative of unknown modifying factors. Here, we investigated the prevalence and disease penetrance of ABCA7 PTC mutations in a large early onset AD (EOAD)-control cohort, and examined the effect on transcript level with comprehensive third-generation long-read sequencing. We characterized the ABCA7 coding sequence with next-generation sequencing in 928 EOAD patients and 980 matched control individuals. With MetaSKAT rare variant association analysis, we observed a fivefold enrichment (p = 0.0004) of PTC mutations in EOAD patients (3%) versus controls (0.6%). Ten novel PTC mutations were only observed in patients, and PTC mutation carriers in general had an increased familial AD load. In addition, we observed nominal risk reducing trends for three common coding variants. Seven PTC mutations were further analyzed using targeted long-read cDNA sequencing on an Oxford Nanopore MinION platform. PTC-containing transcripts for each investigated PTC mutation were observed at varying proportion (5-41% of the total read count), implying incomplete nonsense-mediated mRNA decay (NMD). Furthermore, we distinguished and phased several previously unknown alternative splicing events (up to 30% of transcripts). In conjunction with PTC mutations, several of these novel ABCA7 isoforms have the potential to rescue deleterious PTC effects. In conclusion, ABCA7 PTC mutations play a substantial role in EOAD, warranting genetic screening of ABCA7 in genetically unexplained patients. Long-read cDNA sequencing revealed both varying degrees of NMD and transcript-modifying events, which may influence ABCA7 dosage, disease severity, and may create opportunities for therapeutic interventions in AD

A novel Alzheimer disease locus located near the gene encoding tau protein

This is the author accepted manuscript. The final version is available from the publisher via the DOI in this recordAPOE ε4, the most significant genetic risk factor for Alzheimer disease (AD), may mask effects of other loci. We re-analyzed genome-wide association study (GWAS) data from the International Genomics of Alzheimer's Project (IGAP) Consortium in APOE ε4+ (10 352 cases and 9207 controls) and APOE ε4- (7184 cases and 26 968 controls) subgroups as well as in the total sample testing for interaction between a single-nucleotide polymorphism (SNP) and APOE ε4 status. Suggestive associations (P<1 × 10-4) in stage 1 were evaluated in an independent sample (stage 2) containing 4203 subjects (APOE ε4+: 1250 cases and 536 controls; APOE ε4-: 718 cases and 1699 controls). Among APOE ε4- subjects, novel genome-wide significant (GWS) association was observed with 17 SNPs (all between KANSL1 and LRRC37A on chromosome 17 near MAPT) in a meta-analysis of the stage 1 and stage 2 data sets (best SNP, rs2732703, P=5·8 × 10-9). Conditional analysis revealed that rs2732703 accounted for association signals in the entire 100-kilobase region that includes MAPT. Except for previously identified AD loci showing stronger association in APOE ε4+ subjects (CR1 and CLU) or APOE ε4- subjects (MS4A6A/MS4A4A/MS4A6E), no other SNPs were significantly associated with AD in a specific APOE genotype subgroup. In addition, the finding in the stage 1 sample that AD risk is significantly influenced by the interaction of APOE with rs1595014 in TMEM106B (P=1·6 × 10-7) is noteworthy, because TMEM106B variants have previously been associated with risk of frontotemporal dementia. Expression quantitative trait locus analysis revealed that rs113986870, one of the GWS SNPs near rs2732703, is significantly associated with four KANSL1 probes that target transcription of the first translated exon and an untranslated exon in hippocampus (P≤1.3 × 10-8), frontal cortex (P≤1.3 × 10-9) and temporal cortex (P≤1.2 × 10-11). Rs113986870 is also strongly associated with a MAPT probe that targets transcription of alternatively spliced exon 3 in frontal cortex (P=9.2 × 10-6) and temporal cortex (P=2.6 × 10-6). Our APOE-stratified GWAS is the first to show GWS association for AD with SNPs in the chromosome 17q21.31 region. Replication of this finding in independent samples is needed to verify that SNPs in this region have significantly stronger effects on AD risk in persons lacking APOE ε4 compared with persons carrying this allele, and if this is found to hold, further examination of this region and studies aimed at deciphering the mechanism(s) are warranted

Διατροφικές συνήθειες και παρεκτροπές των Ελλήνων εφήβων: αποτελέσματα από τη μελέτη «Τι συμβαίνει στην εφηβεία; (2019-2020)

Η εφηβεία αποτελεί την περίοδο της ζωής του ατόμου κατά την οποία αφενός μεν ολοκληρώνεται η σωματική και διαμορφώνεται η ηθικοπνευματική του υπόσταση, αφετέρου δε το άτομο δέχεται ερεθίσματα για την ομαλή ένταξή του στο κοινωνικό σύνολο, προκειμένου να εξυπηρετηθούν ατομικοί και συλλογικοί σκοποί. Είναι ακριβώς το στάδιο της ζωής του ανθρώπου κατά το οποίο επισυμβαίνουν όλες οι μεταβολές (κατά κύριο λόγο ορμονικές), οι οποίες θα οδηγήσουν το έφηβο κορίτσι ή αγόρι στην ώριμη γυναίκα ή άντρα αντίστοιχα. Ταυτόχρονα είναι η περίοδος κατά την οποία οι σωματικές αλλά και οι βιολογικές μεταβολές που παρατηρούνται στον έφηβο επηρεάζουν σε έναν μεγάλο βαθμό τις διατροφικές του ανάγκες, ενώ ταυτόχρονα οι αλλαγές οι οποίες συμβαίνουν στον τρόπο ζωής του επηρεάζουν και μεταβάλλουν σε μεγάλο ποσοστό τις διατροφικές συνήθειες και επιλογές του. Σκοπός - Μέθοδος: Λαμβάνοντας υπ’ όψιν όλα τα παραπάνω, ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση των διατροφικών συνηθειών αλλά και των πιθανών παρεκτροπών της διατροφής των Ελλήνων εφήβων, αγοριών και κοριτσιών. Προκειμένου να μελετηθούν οι διατροφικές συνήθειες, χρησιμοποιήθηκε το εργαλείο της Κλίμακας Στάσεων Διατροφής (EatingAttitudesTest) EAT-26. Το δείγμα αποτέλεσαν 1100 έφηβοι (Μ.Ο. ηλικίας 15,1 έτη), από τους οποίους το 50,6% ήταν κορίτσια, και η μεγάλη πλειοψηφία τους (96,3%) γεννήθηκαν στην Ελλάδα. Αποτελέσματα: Από την επεξεργασία των ερωτηματολογίων, τα κύρια ευρήματα ήταν: 1) Το 71,7% από τους εφήβους ήταν ευχαριστημένοι από το σώμα τους, το 52,4% ήθελαν κάποια αλλαγή στο σώμα τους, το 50,4% ήθελαν να χάσουν βάρος σε αντίθεση με το 16,4% που ήθελαν να βάλουν επιπλέον βάρος.2) οι έφηβοι οι οποίοι ήθελαν αλλαγές στο σώμα τους είχαν σημαντικά μεγαλύτερα προβλήματα σε σχέση με την δίαιτα, την βουλιμία, λιγότερα προβλήματα στον έλεγχο του φαγητού και περισσότερα γενικά διατροφικά προβλήματα. 3) Τα περισσότερα διατροφικά προβλήματα τα είχαν οι έφηβοι οι οποίοι δεν ήταν ευχαριστημένοι με το σώμα τους, αυτοί οι οποίοι ήθελαν να αλλάξει το σώμα τους καθώς και αυτοί που ήθελαν να χάσουν βάρος. Το ποσοστό της βουλιμίας αυξανόταν με την αύξηση της ηλικίας των συμμετεχόντων. Συμπέρασμα: Υψηλότερο επιπολασμό εμφάνισης Διαταραχών Πρόσληψης Τροφής έχουν τα κορίτσια, οι έφηβοι με χαμηλή ικανοποίηση εικόνας σώματος, οι έφηβοι που έχουν την επιθυμία να κάνουν κάποια αλλαγή στο σώμα τους, οι έφηβοι που θέλουν να χάσουν βάρος καθώς και οι έφηβοι των οποίων ο πατέρας έχει χαμηλό μορφωτικό επίπεδο. Είναι λοιπόν απαραίτητο το οικογενειακό περιβάλλον του εφήβου να είναι σε συνεχή εγρήγορση προκειμένου να εντοπίσει και να αντιμετωπίσει άμεσα την οποιαδήποτε διατροφική παρεκτροπή.Adolescence is the period of a person’s life during which his physical and spiritual state is completed, but also he receives the stimuli for the smooth integration into the society, in order to serve individual and collective purposes. It is precisely the stage of ahuman life during which all the changes (mainly the hormonal ones) occur, leading the adolescent boy or girl to become mature man or woman respectively. Also, it is the period during which the physical and biological changes which are observed in the adolescent greatly affect his nutritional needs, while at the same time the changes which occur in his life-style affect and change to a large extend his eating habits and choices. Purpose – Methods: Taking all the above facts into account, the purpose of this study is to investigate the eating habits and the possible eating deviations of the diet of Greek adolescents, boys and girls. In order to study those eating habits, the Eating Attitudes Test (EAT-26) tool was used. The sample constituted of 1100 adolescents (average age 15,1 years), of whom 50,6% were girls and the vast majority (96,3%)was born in Greece. Results: The main findings of the study were 1) 71,7% of the adolescents were happy with the image of their body, 52,4% wanted some change, 50,4% wanted to lose weight whereas 16,4% wanted to put on extra weight. 2) Adolescents who wanted to have changes in their bodies had significantly more problems with diet, bulimia, had fewer food control problems and more general eating problems. 3) The majority of the eating problems were experienced by adolescents who were not happy with their bodies, those who wanted to change their bodies and those who wanted to lose weight. The rate of bulimia was increasing along with the age of the participants. Conclusion: Prevalence of development of Eating Disorders is significantly related to girls, adolescents with low body satisfaction, adolescents who desire to make a body change, adolescents who want to lose weight and adolescents whose father has low educational status. Ιt is necessary the adolescent’s family be constantly vigilant in order to detect and deal immediately with any possible occurring eating disorder

Molecular mechanisms regulating the activity and the subcellular localization of SR protein kinase 1

SRPK1, the prototype of serine-arginine protein kinases, has been implicated in a variety of cellular processes, such as constitutive and alternative splicing of mRNA, hetechromatin association with the nuclear envelope and replacement of histones by protamine 1 during spermiogenesis. According to the current model, the spacer domain of SRPK1 acts as a cytoplasmic anchor as it binds to the Hsp70/Hsp90 complex, which may initially assist folding the kinase into an active conformation but also restricts it to the cytoplasm. This interaction could be modified by a stress signal resulting in alteration of the subcellular distribution of the kinase, via currently unknown machinery. In this study, we attempted to shed light into the regulatory mechanisms that dictate SRPK1 translocation to the nucleus and elucidate the role of the spacer domain in SRPK1 structural configuration and activity. We demonstrated that treatment of HeLa cells with genotoxic agents, and especially 5-fluorouracil, results in almost complete translocation of both endogenous and transfected SRPK1 to the nucleus. According to a motif-profile scoring algorithm threonine 326 and serine 408 are considered as potential sites targeted by DNA-PK. Mutation of either of these two sites hampered SRPK1 translocation to the nucleus under genotoxic stress. Furthermore, substitution of threonine 326 and serine 408 with aspartic acid, which mimics phosphorylation, did not result in nuclear translocation of SRPK1 suggesting that an additional modification is also required. Initial molecular dynamics studies provided evidence that intramolecular disulfide bonds could form within the spacer domain of SRPK1. Using systematic mutagenesis of cysteine residues we showed that such bonds within the spacer domain and its flanking regions have an impact on the activity of the kinase. Furthermore, the cysteine residues are critical for nuclear translocation of SRPK1 in response to genotoxic stress and SRPK1-dependent splicing of a reporter gene. These findings suggest that a network of intramolecular disulfide bonds appears to be necessary for SRPK1 to adopt an active conformation which is a prerequisite for the nuclear translocation of the kinase, leading to regulated splicing in the nucleus. Finally, we provide evidence that Akt kinases directly phosphorylate an RS domain-containing protein with a clearly distinct specificity than SRPK1.Η πρωτεϊνική κινάση SRPK1, το πιο μελετημένο μέλος της οικογένειας των SR πρωτεϊνικών κινασών, παίζει καθοριστικό ρόλο σε μια σειρά από κυτταρικές λειτουργίες όπως το μάτισμα των mRNA, η πρόσδεση της ετεροχρωματίνης στον πυρηνικό φάκελλο και η αντικατάσταση των ιστονών από την πρωταμίνη 1 κατά τη διάρκεια της σπερμιογένεσης. Σύμφωνα με το ισχύον μοντέλο, η συνδετική περιοχή της SRPK1 λειτουργεί ως «κυτταροπλασματική άγκυρα» αφού δεσμεύεται στο σύμπλοκο των σαπερονινών Hsp70/Hsp90, το οποίο πιθανά αρχικά βοηθάει την κινάση να πάρει την ενεργή της διαμόρφωση και επιπλέον την ακινητοποιεί στο κυτταρόπλασμα. Με άγνωστο μέχρι στιγμής μηχανισμό, κάτω από συνθήκες στρες, η αλληλεπίδραση αυτή παύει να υφίσταται με αποτέλεσμα τη μεταβολή της υποκυτταρικής εντόπισης της κινάσης. Στην παρούσα εργασία, προσπαθήσαμε να διαλευκάνουμε τους μηχανισμούς που ρυθμίζουν τη μετατόπιση της SRPK1 στον πυρήνα αλλά και το ρόλο που παίζει η συνδετική περιοχή τόσο στη δομή όσο και στη δραστικότητα της κινάσης. Δείξαμε, λοιπόν, ότι κατεργασία των HeLa κυττάρων με γενοτοξικούς παράγοντες, και κυρίως με 5-φλουοουρακίλη (5-fluorouracil, 5-FU), οδηγεί σε σχεδόν καθολική μετατόπιση τόσο της ενδογενούς όσο και της υπερεκφρασμένης SRPK1 στον πυρήνα των κυττάρων. Σύμφωνα με πρόγραμμα πρόβλεψης θέσεων φωσφορυλίωσης η θρεονίνη 326 και η σερίνη 408 της συνδετικής αλληλουχίας της SRPK1 αποτελούν πιθανές θέσεις φωσφορυλίωσης από την DNA-PK. Αντικατάσταση αυτών των δύο αμινοξέων με αλανίνη είχε ως αποτέλεσμα την παρεμπόδιση της μετατόπισης της SRPK1 στον πυρήνα μετά από γενοτοξικό στρες. Επιπλέον, αντικατάσταση της θρεονίνης 326 και της σερίνης 408 με ασπαραγινικό οξύ, δεν οδήγησε σε μετατόπιση της SRPK1 στον πυρήνα έτσι υποθέτουμε ότι και κάποια άλλη τροποποίηση, εκτός της φωσφορυλίωσης είναι απαραίτητη. Προκαταρκτικές μελέτες μοριακής δυναμικής έδειξαν ότι υπάρχει πιθανότητα σχηματισμού δισουλφιδικού δεσμού μεταξύ των κυστεϊνών της συνδετικής αλληλουχίας της SRPK1. Αντικαθιστώντας όλες τις κυστεΐνες της συνδετικής αλλά και των παρακείμενων περιοχών με γλυκίνη δείξαμε ότι ο σχηματισμός δισουλφιδικού(ών) δεσμού(ών) επηρεάζει σημαντικά τη δραστικότητα της κινάσης. Επιπλέον, δείχθηκε ότι οι κυστεΐνες είναι καθοριστικές για την είσοδό της SRPK1 στον πυρήνα, μετά από επίδραση γενοτοξικού στρες, αλλά και για το μάτισμα ενός γονιδίου αναφοράς. Τα ευρήματα αυτά υποδηλώνουν πως είναι απαραίτητη η ύπαρξη ενός δικτύου εσωτερικών δισουλφιδικών δεσμών έτσι ώστε η SRPK1 να πάρει την ενεργή της διαμόρφωση, γεγονός που αποτελεί αναγκαία προϋπόθεση για να μπορέσει να μετακινηθεί στον πυρήνα και κατ’ επέκταση να ρυθμίσει τη διαδικασία του ματίσματος. Τέλος, δείξαμε ότι οι Akt κινάσες φωσφορυλιώνουν άμεσα τις πρωτεΐνες που περιέχουν SR ακολουθία και μάλιστα με διαφορετική εξειδίκευση από την SRPK1

Impact of overexpressed wild-type and mutant SRPK1 on insulin reporter splicing.

<p>(A) Schematic representation of the insulin expression construct containing 2 introns and the respective flanking exons I1, I2 and I3. SV40 promoter/enhancer regions and insulin transcription terminators are shown in black. Primers used for PCR are indicated. (B) HeLa cells were transfected with increasing concentrations (0, 0.25, 0.3, 0.35, 0.5 and 0.7 μg) of plasmids expressing wild-type and mutant SRPK1 along with 1.65 μg of the reporter gene. Cells were treated with 50 μg/ml 5-FU for 24 h, prior harvesting. RNA was isolated 48 h following transfection, and RT-PCR was carried out. The spliced and unspliced products have a size of 0.3 and 1 kb respectively. (C) The ratio of the upper and lower bands was quantified using ImageJ software. Data represent the means ± SE of two independent experiments. (D) Western blots showing the levels of wild-type and mutated SRPK1.</p

Evidence for disulfide bonds in SR Protein Kinase 1 (SRPK1) that are required for activity and nuclear localization

<div><p>Serine/arginine protein kinases (SRPKs) phosphorylate Arg/Ser dipeptide-containing proteins that play crucial roles in a broad spectrum of basic cellular processes. The existence of a large internal spacer sequence that separates the bipartite kinase catalytic core is a unique structural feature of SRPKs. Previous structural studies on a catalytically active fragment of SRPK1, which lacks the main part of the spacer domain, revealed that SRPK1 remains in an active state without any post-translational modifications or specific intra-protein interactions, while the spacer domain is depicted as a loop structure, outside the kinase core. Using systematic mutagenesis we now provide evidence that replacement of any individual cysteine residue in the spacer, apart from Cys414, or in its proximal flaking ends of the two kinase catalytic domains has an impact on kinase activity. Furthermore, the cysteine residues are critical for nuclear translocation of SRPK1 in response to genotoxic stress and SRPK1-dependent splicing of a reporter gene. While replacement of Cys207, Cys502 and Cys539 of the catalytic domains is predicted to distort the kinase active structure, our findings suggest that Cys356, Cys386, Cys427 and Cys455 of the spacer domain and Cys188 of the first catalytic domain are engaged in disulfide bridging. We propose that such a network of intramolecular disulfide bonds mediates the bending of the spacer region thus allowing the proximal positioning of the two catalytic subunits which is a prerequisite for SRPK1 activity.</p></div

Structural features of SRPK1.

<p>(A) Domain organization of SRPK1 as presented in ref. 8. The N- and C-terminal conserved kinase subdomains are colored purple and magenta, respectively. The N- and C-terminal spacer regions are colored yellow and green, respectively, while the remaining spacer domain is colored gray. SRPK1(FL): full-length SRPK1; SRPK1 ΔNS1: the crystallized fragment of SRPK1. (B) Overall structure of SRPK1 ΔNS1 as presented in refs 8 and 16. The coloring of the domains is as in (A). Note that the spacer domain is depicted as a loop outside the kinase core.</p