Objective: Introduction: Torsion dystonia type 1 is the most common form of early-onset primary dystonia. Previous reports have suggested that torsin 1A, a protein mutated in this disease, might function as a chaperone that prevents the toxic aggregation of misfolded polypeptides. The aim of the study: The aim of this study was to verify the chaperone function of torsin 1A by investigating its ability to prevent the aggregation of huntingtin model peptides.
Patients and methods: Materials and methods: N-terminal mutant huntingtin fragments of different length were co-expressed in neuronal HT-22 and non-neuronal HeLa cells with either the wild-type or mutant (ΔE302/303) torsin 1A protein. The transfected cells were immunostained and analyzed for the presence of huntingtin aggregates using fluorescence microscopy.
Results: Results: The immunofluorescence analysis of huntingtin subcellular distribution within the transfected cells showed no significant difference between the huntingtin aggregation levels in cells co-expressing the wild-type torsin 1A and in control cells co-transfected with an empty vector. Instead, it was the increased level of huntingtin aggregation in the presence of the torsion dystonia-causing ΔE302/303 mutant that reached statistical significance in both neuronal and non-neuronal cells.
Conclusion: Conclusions: Either torsin 1A does not function as a chaperone protein or huntingtin is not an efficient substrate for such a hypothetical chaperone activity. However, the ability of mutant torsin 1A to stimulate the accumulation of aggregation-prone polypeptides might constitute an important source of ΔE302/303 pathogenicity and thus a potential target for future therapy.
Wstęp: Dystonia torsyjna typu 1 jest najczęstszą postacią pierwotnej dystonii o wczesnym początku. Kilka wcześniejszych doniesień sugerowało, że torsyna 1A, białko zmutowane w tej chorobie, może pełnić funkcję białka opiekuńczego, zapobiegającego toksycznej agregacji nieprawidłowo zwiniętych polipeptydów.
Cel badania: Celem niniejszej pracy było zweryfikowanie hipotezy o opiekuńczej funkcji torsyny 1A poprzez zbadanie zdolności tego białka do zapobiegania agregacji modelowych peptydów huntingtynowych.
Materiały i metody: N-końcowe fragmenty zmutowanej huntingtyny o różnej długości były koeksprymowane z prawidłową lub zmutowaną (ΔE302/303) torsyną 1A w neuronalnych komórkach HT-22 i nieneuronalnych komórkach HeLa. Transfekowane komórki były poddawane immunobarwieniu i analizowane na obecność agregatów huntingtynowych przy użyciu mikroskopii fluorescencyjnej.
Wyniki: Immunofluorescencyjna analiza subkomórkowej lokalizacji huntingtyny w transfekowanych komórkach wykazała brak znaczących różnic między poziomem agregacji huntingtyny w komórkach eksprymujących prawidłową torsynę 1A i w komórkach kontrolnych transfekowanych pustym wektorem, wskazując na brak znaczącej aktywności opiekuńczej torsyny 1A w badanych warunkach. Statystycznie znaczący okazał się natomiast wzrost poziomu agregacji huntingtyny w obecności patogennego wariantu ΔE302/303 torsyny 1 A, co dotyczyło zarówno komórek neuronalnych, jak i nieneuronalnych.
Wnioski: Otrzymane wyniki wskazują, że torsyna 1A nie pełni funkcji białka opiekuńczego albo też huntingtyna nie jest wydajnym substratem dla owej hipotetycznej funkcji tego białka, jednakże zaobserwowana zdolność mutacji ΔE302/303 w torsynie 1A do stymulowania procesu akumulacji agregujących peptydów może stanowić istotne źródło jej patogenności, a tym samym potencjalny cel przyszłej terapii dla dystonii torsyjnej typu 1.
Keywords: TOR1A; chaperone proteins; huntingtin; protein aggregation; torsin 1A; torsion dystonia.