FR2808968A1 - New transgenic nematode with dysfunctional neuronal phenotype, useful for identifying therapeutic targets associated with polyglutamine expansion diseases - Google Patents
New transgenic nematode with dysfunctional neuronal phenotype, useful for identifying therapeutic targets associated with polyglutamine expansion diseases Download PDFInfo
- Publication number
- FR2808968A1 FR2808968A1 FR0006353A FR0006353A FR2808968A1 FR 2808968 A1 FR2808968 A1 FR 2808968A1 FR 0006353 A FR0006353 A FR 0006353A FR 0006353 A FR0006353 A FR 0006353A FR 2808968 A1 FR2808968 A1 FR 2808968A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- protein
- polyglutamine
- transgenic
- mec
- gene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 title claims abstract description 65
- 229920000155 polyglutamine Polymers 0.000 title claims abstract description 61
- 241000244206 Nematoda Species 0.000 title claims abstract description 59
- 108010040003 polyglutamine Proteins 0.000 title claims abstract description 51
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 201000010099 disease Diseases 0.000 title claims description 33
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 title claims description 33
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 title abstract description 13
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 100
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 72
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 claims abstract description 38
- 108700019146 Transgenes Proteins 0.000 claims abstract description 24
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000016273 neuron death Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000005090 green fluorescent protein Substances 0.000 claims description 81
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 claims description 74
- 102000004144 Green Fluorescent Proteins Human genes 0.000 claims description 74
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 26
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 19
- 125000000404 glutamine group Chemical group N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)* 0.000 claims description 19
- 101150016833 mec-3 gene Proteins 0.000 claims description 19
- 230000006764 neuronal dysfunction Effects 0.000 claims description 19
- 230000035772 mutation Effects 0.000 claims description 18
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 claims description 16
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 claims description 16
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 241000244203 Caenorhabditis elegans Species 0.000 claims description 7
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 6
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 claims description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 5
- 210000004898 n-terminal fragment Anatomy 0.000 claims description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 4
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 3
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000002708 random mutagenesis Methods 0.000 claims description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 58
- 230000009200 mechanosensation Effects 0.000 description 31
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 30
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 description 24
- 230000004044 response Effects 0.000 description 21
- 230000004770 neurodegeneration Effects 0.000 description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- 208000023105 Huntington disease Diseases 0.000 description 14
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 14
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 208000015122 neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 11
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 10
- 235000004554 glutamine Nutrition 0.000 description 10
- 210000003050 axon Anatomy 0.000 description 9
- 230000001086 cytosolic effect Effects 0.000 description 9
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 9
- 210000001739 intranuclear inclusion body Anatomy 0.000 description 9
- 208000002569 Machado-Joseph Disease Diseases 0.000 description 8
- 208000036834 Spinocerebellar ataxia type 3 Diseases 0.000 description 8
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 8
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 8
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 7
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 7
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 7
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 7
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 7
- 102100032187 Androgen receptor Human genes 0.000 description 6
- 102000007371 Ataxin-3 Human genes 0.000 description 6
- 241000255581 Drosophila <fruit fly, genus> Species 0.000 description 6
- 230000003376 axonal effect Effects 0.000 description 6
- 230000034994 death Effects 0.000 description 6
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 6
- FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 4',6-Diamino-2-phenylindol Chemical compound C1=CC(C(=N)N)=CC=C1C1=CC2=CC=C(C(N)=N)C=C2N1 FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 108050004784 Huntingtin Proteins 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 5
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000002309 glutamines Chemical class 0.000 description 5
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 5
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 5
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 5
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 5
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 5
- 102000003952 Caspase 3 Human genes 0.000 description 4
- 108090000397 Caspase 3 Proteins 0.000 description 4
- 101000935117 Homo sapiens Voltage-dependent P/Q-type calcium channel subunit alpha-1A Proteins 0.000 description 4
- 108090000848 Ubiquitin Proteins 0.000 description 4
- 102000044159 Ubiquitin Human genes 0.000 description 4
- VREFGVBLTWBCJP-UHFFFAOYSA-N alprazolam Chemical compound C12=CC(Cl)=CC=C2N2C(C)=NN=C2CN=C1C1=CC=CC=C1 VREFGVBLTWBCJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 4
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000011830 transgenic mouse model Methods 0.000 description 4
- 102000007368 Ataxin-7 Human genes 0.000 description 3
- 108010032953 Ataxin-7 Proteins 0.000 description 3
- 206010008025 Cerebellar ataxia Diseases 0.000 description 3
- 241000255925 Diptera Species 0.000 description 3
- 241000699660 Mus musculus Species 0.000 description 3
- 208000037273 Pathologic Processes Diseases 0.000 description 3
- 229920000037 Polyproline Polymers 0.000 description 3
- 201000003620 Spinocerebellar ataxia type 6 Diseases 0.000 description 3
- 108060008539 Transglutaminase Proteins 0.000 description 3
- 102100025330 Voltage-dependent P/Q-type calcium channel subunit alpha-1A Human genes 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 238000003364 immunohistochemistry Methods 0.000 description 3
- 238000010172 mouse model Methods 0.000 description 3
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 3
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 3
- 230000000626 neurodegenerative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000926 neurological effect Effects 0.000 description 3
- 230000009054 pathological process Effects 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 108010026466 polyproline Proteins 0.000 description 3
- 102000003601 transglutaminase Human genes 0.000 description 3
- KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 7H-purine Chemical compound N1=CNC2=NC=NC2=C1 KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 2
- 102000014461 Ataxins Human genes 0.000 description 2
- 108010078286 Ataxins Proteins 0.000 description 2
- 101100507655 Canis lupus familiaris HSPA1 gene Proteins 0.000 description 2
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 2
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 2
- 201000008163 Dentatorubral pallidoluysian atrophy Diseases 0.000 description 2
- 241000255601 Drosophila melanogaster Species 0.000 description 2
- 102100024240 Endophilin-A3 Human genes 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101000688572 Homo sapiens Endophilin-A3 Proteins 0.000 description 2
- 102000018251 Hypoxanthine Phosphoribosyltransferase Human genes 0.000 description 2
- 108010091358 Hypoxanthine Phosphoribosyltransferase Proteins 0.000 description 2
- HLFSDGLLUJUHTE-SNVBAGLBSA-N Levamisole Chemical compound C1([C@H]2CN3CCSC3=N2)=CC=CC=C1 HLFSDGLLUJUHTE-SNVBAGLBSA-N 0.000 description 2
- 241001599018 Melanogaster Species 0.000 description 2
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 2
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 2
- 102000007999 Nuclear Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010089610 Nuclear Proteins Proteins 0.000 description 2
- 208000033063 Progressive myoclonic epilepsy Diseases 0.000 description 2
- 244000007853 Sarothamnus scoparius Species 0.000 description 2
- 208000009415 Spinocerebellar Ataxias Diseases 0.000 description 2
- 108010080146 androgen receptors Proteins 0.000 description 2
- 238000003782 apoptosis assay Methods 0.000 description 2
- 201000004562 autosomal dominant cerebellar ataxia Diseases 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004186 co-expression Effects 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 2
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 2
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010448 genetic screening Methods 0.000 description 2
- 210000002288 golgi apparatus Anatomy 0.000 description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 2
- 230000010196 hermaphroditism Effects 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 2
- 229960001614 levamisole Drugs 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 2
- 230000036403 neuro physiology Effects 0.000 description 2
- 230000009223 neuronal apoptosis Effects 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 2
- 230000005522 programmed cell death Effects 0.000 description 2
- 208000020016 psychiatric disease Diseases 0.000 description 2
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 238000012301 transgenic model Methods 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 1
- 206010003591 Ataxia Diseases 0.000 description 1
- 102000007372 Ataxin-1 Human genes 0.000 description 1
- 108010032963 Ataxin-1 Proteins 0.000 description 1
- 102000004321 Atrophin-1 Human genes 0.000 description 1
- 108090000806 Atrophin-1 Proteins 0.000 description 1
- 206010003694 Atrophy Diseases 0.000 description 1
- 108010040163 CREB-Binding Protein Proteins 0.000 description 1
- 102100021975 CREB-binding protein Human genes 0.000 description 1
- 108090000312 Calcium Channels Proteins 0.000 description 1
- 102000003922 Calcium Channels Human genes 0.000 description 1
- 102000014914 Carrier Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010078791 Carrier Proteins Proteins 0.000 description 1
- 229940123169 Caspase inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 102100035904 Caspase-1 Human genes 0.000 description 1
- 108090000426 Caspase-1 Proteins 0.000 description 1
- 108020004635 Complementary DNA Proteins 0.000 description 1
- 108010005843 Cysteine Proteases Proteins 0.000 description 1
- 102000005927 Cysteine Proteases Human genes 0.000 description 1
- 208000012661 Dyskinesia Diseases 0.000 description 1
- 102100040553 FXYD domain-containing ion transport regulator 3 Human genes 0.000 description 1
- 102100040408 Heat shock 70 kDa protein 1-like Human genes 0.000 description 1
- 108010004889 Heat-Shock Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000002812 Heat-Shock Proteins Human genes 0.000 description 1
- 101000775732 Homo sapiens Androgen receptor Proteins 0.000 description 1
- 101000893731 Homo sapiens FXYD domain-containing ion transport regulator 3 Proteins 0.000 description 1
- 101001037977 Homo sapiens Heat shock 70 kDa protein 1-like Proteins 0.000 description 1
- 101001030705 Homo sapiens Huntingtin Proteins 0.000 description 1
- 102000016252 Huntingtin Human genes 0.000 description 1
- 102100038562 Huntingtin Human genes 0.000 description 1
- 108090000862 Ion Channels Proteins 0.000 description 1
- 102000004310 Ion Channels Human genes 0.000 description 1
- 102000029749 Microtubule Human genes 0.000 description 1
- 108091022875 Microtubule Proteins 0.000 description 1
- 108010006519 Molecular Chaperones Proteins 0.000 description 1
- 206010028289 Muscle atrophy Diseases 0.000 description 1
- WGZDBVOTUVNQFP-UHFFFAOYSA-N N-(1-phthalazinylamino)carbamic acid ethyl ester Chemical compound C1=CC=C2C(NNC(=O)OCC)=NN=CC2=C1 WGZDBVOTUVNQFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010025020 Nerve Growth Factor Proteins 0.000 description 1
- 102000007072 Nerve Growth Factors Human genes 0.000 description 1
- 206010029260 Neuroblastoma Diseases 0.000 description 1
- 102000004108 Neurotransmitter Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108090000590 Neurotransmitter Receptors Proteins 0.000 description 1
- 108020004485 Nonsense Codon Proteins 0.000 description 1
- 108091093105 Nuclear DNA Proteins 0.000 description 1
- 102000008297 Nuclear Matrix-Associated Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010035916 Nuclear Matrix-Associated Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000043141 Nuclear RNA Human genes 0.000 description 1
- 108020003217 Nuclear RNA Proteins 0.000 description 1
- 241000288906 Primates Species 0.000 description 1
- 208000024777 Prion disease Diseases 0.000 description 1
- 102000000395 SH3 domains Human genes 0.000 description 1
- 108050008861 SH3 domains Proteins 0.000 description 1
- 108091023040 Transcription factor Proteins 0.000 description 1
- 102000040945 Transcription factor Human genes 0.000 description 1
- 208000006269 X-Linked Bulbo-Spinal Atrophy Diseases 0.000 description 1
- DPKHZNPWBDQZCN-UHFFFAOYSA-N acridine orange free base Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=NC3=CC(N(C)C)=CC=C3C=C21 DPKHZNPWBDQZCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000002424 anti-apoptotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000037444 atrophy Effects 0.000 description 1
- 230000008335 axon cargo transport Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N benzoquinolinylidene Natural products C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 230000030570 cellular localization Effects 0.000 description 1
- 230000007248 cellular mechanism Effects 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 1
- 238000004624 confocal microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000009073 conformational modification Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 210000004292 cytoskeleton Anatomy 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 101150019229 dpy-20 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000013020 embryo development Effects 0.000 description 1
- 210000002308 embryonic cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 1
- 210000000720 eyelash Anatomy 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 210000004602 germ cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000011132 hemopoiesis Effects 0.000 description 1
- 210000003494 hepatocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000013537 high throughput screening Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000012309 immunohistochemistry technique Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 210000003000 inclusion body Anatomy 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 208000030309 inherited neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000031146 intracellular signal transduction Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 210000001821 langerhans cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 235000018977 lysine Nutrition 0.000 description 1
- 150000002669 lysines Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 101150012912 mec-7 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 210000004688 microtubule Anatomy 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000020763 muscle atrophy Effects 0.000 description 1
- 201000000585 muscular atrophy Diseases 0.000 description 1
- 239000003471 mutagenic agent Substances 0.000 description 1
- 231100000707 mutagenic chemical Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 description 1
- 210000001087 myotubule Anatomy 0.000 description 1
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 1
- 210000001577 neostriatum Anatomy 0.000 description 1
- 210000002241 neurite Anatomy 0.000 description 1
- 230000009251 neurologic dysfunction Effects 0.000 description 1
- 208000015015 neurological dysfunction Diseases 0.000 description 1
- 230000007604 neuronal communication Effects 0.000 description 1
- 230000003955 neuronal function Effects 0.000 description 1
- 230000006576 neuronal survival Effects 0.000 description 1
- 230000007823 neuropathy Effects 0.000 description 1
- 201000001119 neuropathy Diseases 0.000 description 1
- 210000004179 neuropil Anatomy 0.000 description 1
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 1
- 239000003900 neurotrophic factor Substances 0.000 description 1
- 230000037434 nonsense mutation Effects 0.000 description 1
- 230000030648 nucleus localization Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 230000001124 posttranscriptional effect Effects 0.000 description 1
- 230000003334 potential effect Effects 0.000 description 1
- 230000000861 pro-apoptotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009979 protective mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 1
- 210000001044 sensory neuron Anatomy 0.000 description 1
- 230000019491 signal transduction Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000000946 synaptic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
- 231100000925 very toxic Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/46—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
- C07K14/47—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K67/00—Rearing or breeding animals, not otherwise provided for; New or modified breeds of animals
- A01K67/033—Rearing or breeding invertebrates; New breeds of invertebrates
- A01K67/0333—Genetically modified invertebrates, e.g. transgenic, polyploid
- A01K67/0335—Genetically modified worms
- A01K67/0336—Genetically modified Nematodes, e.g. Caenorhabditis elegans
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K2217/00—Genetically modified animals
- A01K2217/05—Animals comprising random inserted nucleic acids (transgenic)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K2319/00—Fusion polypeptide
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Description
<Desc/Clms Page number 1> <Desc / Clms Page number 1>
La présente invention a pour objet un nématode transgénique présentant un phénotype de dysfonctionnement neuronal en absence apparente de mort neuronale. L'invention concerne également le transgène à l'origine dudit phénotype ainsi que des procédés de criblage de cibles thérapeutiques pour le traitement de maladies à expansion de polyglutamine. The present invention relates to a transgenic nematode having a phenotype of neuronal dysfunction in the apparent absence of neuronal death. The invention also relates to the transgene at the origin of said phenotype as well as methods of screening therapeutic targets for the treatment of polyglutamine-expanding diseases.
La première caractéristique des polyglutamines (ou polygln) de taille anormale est leur effet pathologique lorsqu'elles sont présentes dans certaines protéines, ce qui détermine aujourd'hui une classe de huit maladies neurodégénératives autosomales dominantes. Le nombre d'unité de glutamine (ou gln) et le contexte protéique sont deux éléments qui interviennent dans l'effet pathologique des séquences de polygln. The first characteristic of abnormally sized polyglutamines (or polyglutamines) is their pathological effect when they are present in certain proteins, which today determines a class of eight autosomal dominant neurodegenerative diseases. The number of units of glutamine (or gln) and the protein context are two elements which intervene in the pathological effect of polygln sequences.
Ces huit maladies neurodégénératives à expansion de polygln sont : la maladie de Huntington (HD, The Huntington's Disease Collaborative Research Group, 1993), l'ataxie spinocérébelleuse (SCA) de type 1 (Orr et al., 1993), SCA2 (Imbert et al., 1996), SCA3 ou maladie de MachadoJoseph (Kawagushi et al., 1994), SCA6 (Ikeuchi et al., 1997), SCA7 (David et al., 1997), l'Atrophie Dentatro-Rubro Pallidoluysienne DRPLA (Koïde et al., 1994) et l'Atrophie Musculaire Spino-Bulbaire SBMA (La Spada et al., 1994). Le gène de SCA6 a la particularité de présenter un seuil pathologique modéré par rapport aux autres maladies, sans doute du fait de la position de la polygln (transmembranaire) dans le canal calcium [alpha]1A. Les fonctions des protéines de maladie ne sont connues que pour deux de ces maladies : canal ionique pour SCA6, et récepteur des androgènes pour SBMA. Ces neuropathies sont rares et incurables De telles maladies perturbent fortement la vie sociale et familiale du patient car elles apparaissent souvent These eight polygln expanding neurodegenerative diseases are: Huntington's disease (HD, The Huntington's Disease Collaborative Research Group, 1993), spinocerebellar ataxia (SCA) type 1 (Orr et al., 1993), SCA2 (Imbert and al., 1996), SCA3 or MachadoJoseph's disease (Kawagushi et al., 1994), SCA6 (Ikeuchi et al., 1997), SCA7 (David et al., 1997), Atrophy Dentatro-Rubro Pallidoluysienne DRPLA (Koïde et al., 1994) and Spino-Bulbar Muscle Atrophy SBMA (La Spada et al., 1994). The SCA6 gene has the particularity of presenting a moderate pathological threshold compared to other diseases, probably due to the position of the polygln (transmembrane) in the calcium channel [alpha] 1A. The functions of disease proteins are only known for two of these diseases: ion channel for SCA6, and androgen receptor for SBMA. These neuropathies are rare and incurable. Such diseases greatly disturb the social and family life of the patient because they often appear.
<Desc/Clms Page number 2><Desc / Clms Page number 2>
à l'âge de 30-40 ans. Elles sont très invalidantes physiquement mais aussi difficiles à gérer par les proches car le patient présente de graves troubles psychologiques et psychiatriques. La maladie progresse sur une période de 15 à 20 ans. at the age of 30-40 years. They are very physically debilitating but also difficult to manage by loved ones because the patient has serious psychological and psychiatric disorders. The disease progresses over a period of 15 to 20 years.
A titre d'exemple, la prévalence de HD dans la population française est d'environ 1/10 000. La protéine de HD est la huntingtine (htt), son expression est ubiquitaire, sa localisation est apparemment cytoplasmique, et son poids moléculaire est de 350 kDa. La htt est caractérisée par la présence dans sa partie N-terminale (N-ter) d'une séquence polygln suivie de deux régions polyprolines peu polymorphiques. For example, the prevalence of HD in the French population is around 1 / 10,000. The HD protein is huntingtin (htt), its expression is ubiquitous, its localization is apparently cytoplasmic, and its molecular weight is 350 kDa. The htt is characterized by the presence in its N-terminal part (N-ter) of a polygln sequence followed by two poorly polymorphic polyproline regions.
La htt normale contient un nombre normal de répétition glutamine (typiquement : 15 à 20 gln, principalement moins de 39 gln) La htt mutée contient un nombre anormalement élevé de répétition glutamine (typiquement le seuil pathologique est d'environ 39 gin, l'expansion de polygln pouvant par exemple atteindre jusqu'à 180 gln dans certains cas) qui est associé à l'apparition de la maladie (Koshy et Zoghbi, 1997). La fonction biochimique et cellulaire de la htt est encore inconnue. Des techniques d'immunohistochimie, de microscopie électronique et de fractionnement cellulaire ont permis d'observer que la htt est une protéine cytosolique associée aux vésicules et/ou aux microtubules, ce qui suggère un rôle dans l'ancrage au cytosquelette ou dans le transport des vésicules (Sathasivam et al., 1999). Des études à l'aide de souris homozygotes-/pour hd (l'homologue murin du gène humain IT15) ont permis de supposer que la htt a un rôle important lors de l'embryogenèse car la mort de l'embryon survient au bout de quelques jours seulement dans ces souris (Zeitlin étal, 1995). Très récemment, une équipe travaillant sur des cellules embryonnaires de souris délétées pour hd a proposé que la htt pourrait avoir un rôle important lors de l'hématopoïèse (Metzler et al., 2000). Ces trois observations permettent d'esquisser un schéma de fonctionnement de la htt où cette protéine est importante dans plusieurs étapes du développement The normal htt contains a normal number of glutamine repeats (typically: 15 to 20 gln, mainly less than 39 gln) The mutated htt contains an abnormally high number of glutamine repeats (typically the pathological threshold is around 39 gin, the expansion polygln, for example up to 180 gln in some cases) which is associated with the onset of the disease (Koshy and Zoghbi, 1997). The biochemical and cellular function of htt is still unknown. Immunohistochemistry, electron microscopy and cell fractionation techniques have made it possible to observe that htt is a cytosolic protein associated with vesicles and / or microtubules, which suggests a role in anchoring to the cytoskeleton or in the transport of vesicles (Sathasivam et al., 1999). Studies using homozygous / / for HD mice (the murine counterpart of the human gene IT15) have made it possible to suppose that the htt has an important role during embryogenesis because the death of the embryo occurs after only a few days in these mice (Zeitlin et al, 1995). Very recently, a team working on embryonic cells deleted from HD mice proposed that htt could have an important role during hematopoiesis (Metzler et al., 2000). These three observations allow us to sketch a diagram of the functioning of htt where this protein is important in several stages of development.
<Desc/Clms Page number 3> <Desc / Clms Page number 3>
De façon générale, les profils de neurodégénérescence du cerveau sont spécifiques de la maladie alors que l'expression des protéines de maladie est ubiquitaire. Le mécanisme de cette sélectivité neuronale n'est toujours pas élucidé (Koshy et al., 1997). Les maladies neurodégénératives à expansion de polygln ont en commun la présence d'inclusions intranucléaires (NII) voire cytoplasmiques. Ces inclusions ont été mises en évidence par immunohistochimie sur des coupes de cerveau post-mortem pour HD (DiFiglia et al., 1997), SCA1 (Skinner et al., 1997), SCA3 (Paulson et al., 1997), SCA6 (Ishikawa et al., 1999), SCA7 (Holmberg et al., 1998), DRPLA (Igarashi et al., 1998) et SBMA (Li et al., 1998a). Ces études ont montré que les inclusions étaient constituées de fragments de protéines de maladie mais aussi d'ubiquitine. Le rôle des inclusions, en particulier celles qui sont nucléaires, comme cause dans ces maladies reste très incertain. In general, the neurodegeneration profiles of the brain are specific for the disease while the expression of the disease proteins is ubiquitous. The mechanism of this neuronal selectivity is still not elucidated (Koshy et al., 1997). Polygln-expanding neurodegenerative diseases have in common the presence of intranuclear (NII) or even cytoplasmic inclusions. These inclusions have been demonstrated by immunohistochemistry on post-mortem brain sections for HD (DiFiglia et al., 1997), SCA1 (Skinner et al., 1997), SCA3 (Paulson et al., 1997), SCA6 ( Ishikawa et al., 1999), SCA7 (Holmberg et al., 1998), DRPLA (Igarashi et al., 1998) and SBMA (Li et al., 1998a). These studies have shown that the inclusions consist of fragments of disease proteins but also of ubiquitin. The role of inclusions, especially those that are nuclear, as a cause in these diseases remains very uncertain.
Les séquences de polygln possèdent aussi des propriétés d'autoagrégation qui ont été décrites par Perutz et al. en 1994. Dans ce modèle, les polygln se comportent comme des polar zipper , où les chaînes latérales des gln forment des feuillets P par l'intermédiaire de liaisons hydrogènes, l'empilement des feuillets (3 de plusieurs protéines conduisant à un phénomène d'agrégation. Ces agrégats semblent être irréversibles. The polygln sequences also have self-aggregating properties which have been described by Perutz et al. in 1994. In this model, the polygln behave like polar zippers, where the side chains of the gln form P sheets via hydrogen bonds, the stacking of sheets (3 of several proteins leading to a phenomenon of These aggregates seem to be irreversible.
L'observation d'un important retard de migration sur gel de polyacrylamide de protéines de fusion [GST-fragment N-ter de la htt avec 30,51 ou 83 gln] montre la capacité que possèdent les protéines à polygln à s'auto-agréger et la grande difficulté à les dissocier par chauffage et utilisation du SDS (Wanker et al., 1999 ; Hollenbach et al., 1999). Il semblerait que la formation d'agrégats, du moins in vitro, suit une cinétique qui est fonction de la taille de la polygln et de sa concentration (Scherzinger et al., 1999) De plus, la taille de la protéine porteuse de la polygln influe aussi sur la formation des agrégats car plus la protéine est grande et plus la polygln The observation of a significant migration delay on polyacrylamide gel of fusion proteins [GST-N-ter fragment of htt with 30.51 or 83 gln] shows the ability of polygln proteins to self- aggregate and the great difficulty in dissociating them by heating and using the SDS (Wanker et al., 1999; Hollenbach et al., 1999). It would seem that the formation of aggregates, at least in vitro, follows a kinetics which is a function of the size of the polygln and its concentration (Scherzinger et al., 1999) In addition, the size of the protein carrying the polygln also influences the formation of aggregates because the larger the protein, the higher the polygln
<Desc/Clms Page number 4><Desc / Clms Page number 4>
semble être stabilisée dans un état où sa capacité à former des agrégats est minime En effet, l'expression de la htt mutée, entière ou tronquée, dans une lignée de neuroblastome a montré dans le premier cas une expression diffuse et cytoplasmique et, dans le second cas, des agrégats cytoplasmiques et nucléaires (Cooper et al., 1998). seems to be stabilized in a state where its capacity to form aggregates is minimal Indeed, the expression of the mutated htt, whole or truncated, in a line of neuroblastoma showed in the first case a diffuse and cytoplasmic expression and, in the second case, cytoplasmic and nuclear aggregates (Cooper et al., 1998).
Donc non seulement, la présence d'une polygln d'une certaine taille dans une protéine de maladie génère la formation d'agrégats ce qui modifie la conformation de la protéine, mais il est probable que ceci a pour conséquence la modification des interactions avec d'autres protéines. Ainsi, la htt subit un clivage accru par la caspase-3 lorsque la protéine est mutée. So not only does the presence of a polygln of a certain size in a disease protein generate the formation of aggregates which modifies the conformation of the protein, but it is likely that this results in the modification of interactions with d other proteins. Thus, the htt undergoes an increased cleavage by caspase-3 when the protein is mutated.
Cette protéolyse libère un fragment N-ter apparemment très toxique contenant la polygln et les deux domaines polyprolines (Goldberg et al., 1996). This proteolysis releases an apparently very toxic N-ter fragment containing the polygln and the two polyproline domains (Goldberg et al., 1996).
Les agrégats observés dans HD sont constitués de fragments Nterminaux de la htt, d'ubiquitine, et d'autres protéines. Plusieurs protéines sont susceptibles d'être séquestrées dans les agrégats si elles interagissent d'une façon ou d'une autre avec la partie N-terminale de la htt : par exemple, la protéine SH3GL3 à domaine SH3 interagit mieux avec la htt mutée par l'intermédiaire des domaines polyprolines et elle est associée aux agrégats (Sittler et al., 1998). Les transglutaminases, enzymes qui participent aux modifications post-transcriptionnelles, pourraient aussi intervenir dans la formation des agrégats Un réseau de protéines se formerait à partir de protéines à polygln enchevêtrées les unes avec les autres par des liaisons covalentes entre glutamines et lysines En présence de transglutaminases, un peptide synthétique de 18 polygln montre la capacité à former des agrégats in vitro (Kahlem et al., 1996). Néammoins, il est probable que la capacité des polygln à former des polar zipper est plus fortement déterminante dans la formation des agrégats Il est intéressant de noter que la co-agrégation de la htt mutée avec d'autres protéines à polygln a été mise en évidence, par exemple dans des cellules COS avec la The aggregates observed in HD consist of Nterminal fragments of htt, ubiquitin, and other proteins. Several proteins are likely to be sequestered in aggregates if they interact in one way or another with the N-terminal part of htt: for example, the SH3GL3 protein with SH3 domain interacts better with htt mutated by l 'intermediate polyproline domains and it is associated with aggregates (Sittler et al., 1998). Transglutaminases, enzymes which participate in post-transcriptional modifications, could also intervene in the formation of aggregates A network of proteins would be formed from polygln proteins entangled with each other by covalent bonds between glutamines and lysines In the presence of transglutaminases , a synthetic peptide of 18 polygln shows the capacity to form aggregates in vitro (Kahlem et al., 1996). Nevertheless, it is likely that the ability of polygln to form polar zippers is more strongly determining in the formation of aggregates. It is interesting to note that the co-aggregation of the mutated htt with other polygln proteins has been demonstrated. , for example in COS cells with the
<Desc/Clms Page number 5><Desc / Clms Page number 5>
protéine CBP (CREB-Binding-Protein) qui contient 19 gln (Kazantsev et al., 1999). CBP protein (CREB-Binding-Protein) which contains 19 gln (Kazantsev et al., 1999).
Les agrégats dans HD sont présents à différents niveaux dans les neurones : inclusions intranucléaires (NII), agrégats cytoplasmiques et agrégats aux extrémités axoniques (Ross et al., 1999). Ce dernier type d'agrégat est un peu particulier car sa taille est inférieure à celle des autres et il ne contient pas d'ubiquitine (Li et al., 1999). De plus, il existe chez la souris transgénique une meilleure corrélation entre le développement des symptômes neurodégénératifs et les agrégats axoniques qu'avec les NIIs. Ils sont détectés plus tôt et sont plus nombreux que les NIIs, et leur nombre continue d'augmenter avec l'avancement de la pathologie. Les agrégats axoniques pourraient être responsables de déficits de transmission et de communication neuronale (Li et al., 1999). Après avoir été focalisée sur le système nerveux central, la recherche des agrégats a été étendue aux autres tissus. A l'aide de l'anticorps CAG53b dirigé contre la partie N-terminale de la htt et d'un anticorps dirigé contre l'ubiquitine, des agrégats ont été détectés dans les fibres musculaires, le muscle cardiaque, les cellules hépatocytaires, et les cellules de Langerhans de la lignée transgénique murine R6/2 exprimant l'exon 1 du gène IT15. De plus, la présence d'agrégats dans les organes corrèle avec la diminution de leur taille (Sathasivam et al., 1999). Dans ce modèle transgénique, les souris sont diabétiques avec une glycémie deux fois supérieure à la normale (Hurlbert et al., 1999). Le fait que ces souris soient diabétiques à cause de la htt mutée n'est cependant pas clairement établi
La htt mutée entraîne des dysfonctionnements cellulaires qui aboutissent à une mort neuronale dont le profil ne ressemble ni à celui d'une nécrose ni à celui correspondant à la mort cellulaire programmée (Mangiarini et al., 1996). Des perturbations au niveau de la communication neuronale (diminution de la production de neurotransmetteurs ou de leurs récepteurs) sont susceptibles d'être induites dans les neurones touchés avant Aggregates in HD are present at different levels in neurons: intranuclear inclusions (NII), cytoplasmic aggregates and aggregates at the axon ends (Ross et al., 1999). The latter type of aggregate is somewhat special since it is smaller than the others and does not contain ubiquitin (Li et al., 1999). In addition, there is a better correlation between the development of neurodegenerative symptoms and axonic aggregates in transgenic mice than with NIIs. They are detected earlier and are more numerous than NIIs, and their number continues to increase with the advancement of the pathology. Axonic aggregates could be responsible for deficits in neuronal transmission and communication (Li et al., 1999). After focusing on the central nervous system, the search for aggregates was extended to other tissues. Using the antibody CAG53b directed against the N-terminal part of the htt and an antibody directed against ubiquitin, aggregates were detected in the muscle fibers, the heart muscle, the hepatocyte cells, and the Langerhans cells of the murine transgenic line R6 / 2 expressing exon 1 of the IT15 gene. In addition, the presence of aggregates in the organs correlates with the decrease in their size (Sathasivam et al., 1999). In this transgenic model, the mice are diabetic with a blood sugar level twice higher than normal (Hurlbert et al., 1999). The fact that these mice are diabetic because of the mutated htt is however not clearly established
The mutated htt leads to cellular dysfunctions which lead to neuronal death, the profile of which resembles neither that of necrosis nor that corresponding to programmed cell death (Mangiarini et al., 1996). Disturbances in neuronal communication (decrease in the production of neurotransmitters or their receptors) are likely to be induced in neurons affected before
<Desc/Clms Page number 6><Desc / Clms Page number 6>
la mort cellulaire. La chronologie des événements observés dans les modèle de souris et les organismes modèles invertébrés permettra de mieux comprendre le processus pathologique enjeu dans HD. Le modèle murin le mieux caractérisé est la lignée transgénique R6/2, qui exprime l'exon 1 du gène IT15 avec 144 gln (Mangiarini et al., 1996). Cependant, comme indiqué plus haut, ces souris sont malades du diabète. Les étapes du processus pathologique dans le modèle R6/2 se succèdent de la façon suivante : détection des NIIs neuronales à 4 semaines (Davies et al., 1997), apparition des premiers symptômes entre 9 et 11semaines (ex : dyskinésie associée à un début de perte de poids du cerveau et corporelle), puis mort rapide de l'animal entre 10 et 13 semaines (Mangiarini et al., 1996). Plus récemment, deux modèles de souris transgéniques exprimant la htt entière mutée ont été décrits (Reddy et al., 1999 ; Hodgson et al., 1999). Ces modèles sont sans doute plus représentatifs de HD que le modèle R6/2 dans la mesure où la htt entière a été utilisée, et dans la mesure où les souris ne sont pas malades de diabète. Les tailles de polygln mutée sont sensiblement les mêmes dans les deux modèles (environ 45 gln et 80 gln). Bien que les phénotypes neurologiques apparaissent vers 28 semaines, la présence des NIIs ne corrèle pas dans les deux modèles avec le phénotype neurologique induit Celui de Reddy et al. permet d'observer des NIIs à 12 semaines, alors que celui de Hodgson et al. ne met pas en évidence la présence de NII dans les neurones atteints. cell death. The chronology of events observed in mouse models and invertebrate model organisms will allow a better understanding of the pathological process involved in HD. The best characterized mouse model is the transgenic line R6 / 2, which expresses exon 1 of the IT15 gene with 144 gln (Mangiarini et al., 1996). However, as noted above, these mice are sick with diabetes. The stages of the pathological process in the R6 / 2 model follow one another as follows: detection of neuronal NIIs at 4 weeks (Davies et al., 1997), onset of the first symptoms between 9 and 11 weeks (ex: dyskinesia associated with onset loss of brain and body weight), then rapid death of the animal between 10 and 13 weeks (Mangiarini et al., 1996). More recently, two transgenic mouse models expressing the whole mutated htt have been described (Reddy et al., 1999; Hodgson et al., 1999). These models are probably more representative of HD than the R6 / 2 model insofar as the whole htt was used, and insofar as the mice are not sick with diabetes. The mutated polygln sizes are roughly the same in the two models (around 45 gln and 80 gln). Although the neurological phenotypes appear around 28 weeks, the presence of NIIs does not correlate in the two models with the neurological phenotype induced that of Reddy et al. allows to observe NIIs at 12 weeks, whereas that of Hodgson et al. does not demonstrate the presence of NII in the affected neurons.
Les agrégats neuronaux sont en fait communs à plusieurs maladies neurodégénératives y compris des maladies autres que celles associées aux polygln comme les maladies à prions ou la maladie d'Alzheimer. Dans le groupe des maladies à polygln, les seuls facteurs de variation sont la nature de la protéine porteuse de la polygln et la localisation des sites de perte neuronale. L'étude des mécanismes pathologiques à l'aide de modèles animaux suggère que les agrégats sont un élément initiateur du processus de la maladie car ils apparaissent avant le début des symptômes. Chez Neural aggregates are in fact common to several neurodegenerative diseases including diseases other than those associated with polygln such as prion diseases or Alzheimer's disease. In the group of polygln diseases, the only factors of variation are the nature of the polygln carrier protein and the location of the sites of neuronal loss. The study of pathological mechanisms using animal models suggests that aggregates are an initiator of the disease process because they appear before the onset of symptoms. In
<Desc/Clms Page number 7><Desc / Clms Page number 7>
l'homme, la présence d'agrégats semble corréler avec la sévérité de HD puisque l'étude de coupes post-mortem montre que le nombre de NIIs est fonction de la taille de la polygln (Aronin et al., 1999). Cependant, une étude récente conteste la corrélation entre distribution des agrégats et sévérité de la pathologie, car l'utilisation de techniques d'immunohistochimie sur coupes de cerveau post-mortem de patients atteints par HD a montré une distribution des agrégats qui ne correspondait pas à la sévérité de la neurodégénérescence. La zone primaire de dégénérescence dans HD est le striatum puis le cortex, alors que la distribution des agrégats est plus importante dans le cortex (Kuemmerle et al., 1999). Les agrégats peuvent avoir un rôle toxique dans le processus pathologique en séquestrant des protéines ayant une fonction importante pour la cellule. In humans, the presence of aggregates seems to correlate with the severity of HD since the study of post-mortem sections shows that the number of NIIs is a function of the size of the polygln (Aronin et al., 1999). However, a recent study disputes the correlation between distribution of aggregates and severity of the pathology, because the use of immunohistochemistry techniques on post-mortem brain sections of patients with HD showed a distribution of aggregates which did not correspond to the severity of neurodegeneration. The primary area of degeneration in HD is the striatum and then the cortex, while the distribution of aggregates is greater in the cortex (Kuemmerle et al., 1999). The aggregates can have a toxic role in the pathological process by sequestering proteins having an important function for the cell.
Une perte de fonction due à la séquestration de protéines essentielles à la survie neuronale est une autre des hypothèses qui impliquerait les agrégats de façon plus indirecte et plus proprement fortuite Dans le même ordre d'idées, la séquestration d'une forme toxique de la protéine de maladie (mécanisme de protection) comme le fragment Nterminal de la htt mutée est aussi vraisemblable. La présence de la polygln entraîne une modification conformationnelle de la protéine de maladie lui donnant de nouvelles propriétés d'interaction, notamment avec la caspase-3 et libère un fragment N-terminal (Goldberg et al., 1996). La htt normale est localisée dans le cytoplasme sous forme libre alors que le fragment Nterminal est localisé dans le noyau sous forme de NII. Du fait de sa petite taille (moins de 50-70 kDa), cette protéine tronquée et mutée pourrait diffuser passivement dans le noyau et interagir anormalement avec des protéines nucléaires, de l'ARN et de l'ADN. Ces nouvelles propriétés lui conféreraient un rôle potentiellement toxique. La formation d'agrégats principalement par ce fragment N-terminal de la htt permettrait de limiter sa toxicité. Cette hypothèse est confortée par l'inhibition de la caspase-1, A loss of function due to the sequestration of proteins essential for neuronal survival is another hypothesis which would imply aggregates in a more indirect and more properly fortuitous way. Similarly, the sequestration of a toxic form of the protein disease (protective mechanism) such as the Nterminal fragment of the mutated htt is also likely. The presence of polygln causes a conformational modification of the disease protein giving it new interaction properties, in particular with caspase-3 and releases an N-terminal fragment (Goldberg et al., 1996). The normal htt is localized in the cytoplasm in free form while the Nterminal fragment is localized in the nucleus in the form of NII. Due to its small size (less than 50-70 kDa), this truncated and mutated protein could passively diffuse into the nucleus and interact abnormally with nuclear proteins, RNA and DNA. These new properties would give it a potentially toxic role. The formation of aggregates mainly by this N-terminal fragment of the htt would limit its toxicity. This hypothesis is supported by the inhibition of caspase-1,
<Desc/Clms Page number 8><Desc / Clms Page number 8>
agissant en amont de la caspase-3, et qui chez R6/2 prolonge la vie de la souris et retarde l'apparition des corps d'inclusions ainsi que des altérations de récepteurs de neurotransmetteurs et le début des symptômes (Ona et al., 1999). De même, l'utilisation de composés anti-apoptotiques ou de facteurs neurotrophiques dans les lignées de neurones striataux et le blocage de la localisation nucléaire du fragment N-terminal protègent de la mort cellulaire et diminuent le nombre d'agrégat (Saudou et al., 1998). acting upstream of caspase-3, and which in R6 / 2 prolongs the life of the mouse and delays the appearance of bodies of inclusions as well as alterations of neurotransmitter receptors and the onset of symptoms (Ona et al., 1999). Likewise, the use of anti-apoptotic compounds or neurotrophic factors in the lines of striatal neurons and the blocking of the nuclear localization of the N-terminal fragment protect from cell death and reduce the number of aggregates (Saudou et al. , 1998).
Il apparaît donc que les NIIs dans HD peuvent être considérés comme toxiques, limitants, voire protecteurs de la mort cellulaire. Il est très important de noter que si la relation de cause à effet entre NII (une forme d'agrégation apparemment tardive) et mort neuronale a été largement étudiée, elle reste sujette à plusieurs critiques. Il existe peu de données sur les relations de cause à effet entre agrégats cytoplasmiques du corps cellulaire (qui seraient plus précoces) et ceux des axones (qui seraient plus toxiques bien que plus petits), la mort neuronale et, de façon plus intéressante, avec le dysfonctionnement hors apoptose. Les mécanismes pathologiques de HD et de l'ensemble des maladies neurodégénératives à polygln ne sont donc pas élucidés, et les connaissances actuelles ne permettent pas de privilégier l'une ou l'autre des hypothèses selon lesquelles les agrégats (au sens large et quelle que soit leur localisation) causent ou protègent contre les déficits neuronaux. It therefore appears that NIIs in HD can be considered toxic, limiting, or even protective of cell death. It is very important to note that while the cause and effect relationship between NII (a seemingly late form of aggregation) and neuronal death has been widely studied, it remains subject to several criticisms. There is limited data on causal relationships between cytoplasmic aggregates in the cell body (which are thought to be earlier) and those in axons (which are more toxic than smaller), neuronal death and, more interestingly, with dysfunction except apoptosis. The pathological mechanisms of HD and of all polygln neurodegenerative diseases are therefore not elucidated, and current knowledge does not allow us to favor one or the other of the hypotheses according to which the aggregates (in the broad sense and whatever or their location) cause or protect against neuronal deficits.
Il existe par conséquent un réel besoin de disposer de modèles animaux fiables non seulement pour l'étude des mécanismes d'initiation et de développement des maladies neurodégénératives mais également pour la détermination de composés susceptibles d'être utilisés pour le traitement et/ou la prévention de ces maladies. There is therefore a real need for reliable animal models not only for the study of the mechanisms of initiation and development of neurodegenerative diseases but also for the determination of compounds capable of being used for treatment and / or prevention of these diseases.
Des travaux ont ainsi été conduits chez les souris. En effet, plusieurs études de protéines de maladies neurodégénératives chez la souris ont permis d'observer l'induction d'un phénotype neuronal par les polyglutamines de taille anormale, par exemple l'expression dans des souris Work has thus been carried out in mice. Indeed, several studies of neurodegenerative disease proteins in mice have made it possible to observe the induction of a neuronal phenotype by abnormally sized polyglutamines, for example expression in mice
<Desc/Clms Page number 9><Desc / Clms Page number 9>
transgéniques de l'exon 1 du gène IT15 muté avec environ 144 gln (Mangiarini et al., 1996). Dans l'ensemble de ces études, on observe que la sévérité des phénotypes est fonction de la taille de la séquence polyglutaminique. Afin de tester les propriétés intrinsèques des polygln mutées, une étude chez la souris a aussi consisté à introduire une polygln de type mutée dans un contexte étranger, la protéine hypoxanthine phosphoribosyltransférase (HPRT : enzyme intervenant dans le métabolisme de la purine). Un phénotype neurodégénératif a été observé pour 146 gln mais pas pour 70 gln (Ordway et al., 1997). Néanmoins, les modèles souris ne permettent pas de rechercher, par criblage génétique rapide et sans a priori sur les gènes impliqués, des modificateurs génétiques des effets des polyglutamines. transgenics of exon 1 of the IT15 gene mutated with approximately 144 gln (Mangiarini et al., 1996). In all of these studies, it is observed that the severity of the phenotypes is a function of the size of the polyglutamine sequence. In order to test the intrinsic properties of the mutated polygln, a study in mice also consisted in introducing a mutated polygln in a foreign context, the protein hypoxanthine phosphoribosyltransferase (HPRT: enzyme involved in the metabolism of purine). A neurodegenerative phenotype was observed for 146 gln but not for 70 gln (Ordway et al., 1997). However, the mouse models do not make it possible to search, by rapid genetic screening and without a priori on the genes involved, genetic modifiers of the effects of polyglutamines.
A ce titre, l'emploi des organismes modèles simples (OMS) présente de nombreux avantages. En effet, ces modèles sont d'une grande maniabilité (supérieure à la souris) de part leur taille et de part la durée de leur cycle de reproduction. Il s'agit par exemple des nématodes ou des mouches drosophile. De plus, les modèles Caenorhabditis elegans et Drosophila melanogaster ont un bon degré de conservation génétique de plusieurs mécanismes cellulaires importants chez l'homme. Ils possèdent un système nerveux rudimentaire pour C. elegans et plus évolué pour D. melanogaster, permettant d'étudier les maladies neurodégénératives. As such, the use of simple model organisms (WHO) has many advantages. Indeed, these models are very easy to handle (superior to the mouse) because of their size and because of the duration of their reproductive cycle. These are, for example, nematodes or Drosophila flies. In addition, the Caenorhabditis elegans and Drosophila melanogaster models have a good degree of genetic conservation of several important cellular mechanisms in humans. They have a rudimentary nervous system for C. elegans and more advanced for D. melanogaster, allowing to study neurodegenerative diseases.
Mais sur un plan de thérapeutique prospective en neurobiologie, C. elegans présente les avantages suivants : système nerveux bien caractérisé, bonne homologie fonctionnelle avec l'humain en terme de physiologie neuronale, nombreux phénotypes neurologiques normaux et mutants disponibles à l'analyse. Par rapport à d'autres organismes modèles simples comme la drosophile (Jackson et al., 1998), C. elegans a de plus les avantages suivants : génome complètement séquence, mutagenèse plus rapide, organisme transparent permettant une visualisation de tous les neurones et une analyse de l'expression des protéines chez l'animal vivant, But in terms of prospective therapeutics in neurobiology, C. elegans has the following advantages: well characterized nervous system, good functional homology with humans in terms of neuronal physiology, numerous normal neurological phenotypes and mutants available for analysis. Compared to other simple model organisms such as Drosophila (Jackson et al., 1998), C. elegans also has the following advantages: completely sequenced genome, faster mutagenesis, transparent organism allowing visualization of all neurons and a analysis of protein expression in living animals,
<Desc/Clms Page number 10><Desc / Clms Page number 10>
court cycle de reproduction (quelques jours), connaissance de la phylogénie cellulaire complète, facilité d'utilisation (culture sans agar solide ou liquide, résistance des larves à la congélation, et possibilité de criblage à haut débit, par exemple en microplaques à 96 puits)
Du fait de la forte conservation de plusieurs voies de signalisation intracellulaires entre le nématode et d'autres espèces incluant l'homme, notamment en terme de physiologie neuronale, l'étude des mécanismes de maladies humaines dans C. elegans est reconnue comme un outil d'étude puissant pour l'identification et la validation (au niveau cellulaire, et avant étude pharmacologique anatomo-fonctionnelle dans des modèles plus complexes comme la souris ou le primate) de cibles thérapeutiques. short reproductive cycle (a few days), knowledge of complete cell phylogeny, ease of use (culture without solid or liquid agar, resistance of larvae to freezing, and possibility of high-throughput screening, for example in 96-well microplates )
Due to the strong conservation of several intracellular signaling pathways between the nematode and other species including humans, especially in terms of neuronal physiology, the study of the mechanisms of human diseases in C. elegans is recognized as a tool for powerful study for the identification and validation (at the cellular level, and before anatomo-functional pharmacological study in more complex models such as mice or primates) of therapeutic targets.
Ces modèles animaux sont utilisés dans le domaine de l'invention dans une optique thérapeutique car leur utilisation se prête à la recherche "rapide" de mécanismes suppresseurs. Après avoir modélisé une maladie dans un OMS, le criblage d'une population malade soumise à un agent mutagène peut être entrepris afin de sélectionner les individus présentant une réversion du phénotype malade. Les OMS comme le nématode ou la drosophile sont dépourvus de la plupart des protéines de maladie à polygln, et la recherche de mécanismes suppresseurs par l'utilisation d'OMS transgéniques exprimant des gènes de maladies humaines est novatrice (Jackson et al., 1998, Faber et al., 1999 ; Marsh et al., 2000). These animal models are used in the field of the invention from a therapeutic perspective because their use lends itself to "rapid" research of suppressor mechanisms. After having modeled a disease in a WHO, the screening of a sick population subjected to a mutagen can be undertaken in order to select the individuals presenting a reversion of the sick phenotype. WHO, such as the nematode or Drosophila, is devoid of most polygln disease proteins, and the search for suppressor mechanisms by the use of transgenic WHO expressing genes for human diseases is innovative (Jackson et al., 1998, Faber et al., 1999; Marsh et al., 2000).
Chacun de ces modèles a cependant ses limites et/ou ses spécificités. En effet, chez la drosophile, les phénotypes induits par les polyglutamines mutées sont du type mort neuronale (neurodégénérescence) et chez le nématode C. elegans, les phénotypes induits par les polyglutamines mutées ont jusqu'à là été faiblement pénétrants ce qui ne permettait pas la recherche de mutations suppressives dans des effecteurs de ces phénotypes. Each of these models, however, has its limits and / or its specificities. Indeed, in Drosophila, the phenotypes induced by the mutated polyglutamines are of the neuronal dead type (neurodegeneration) and in the nematode C. elegans, the phenotypes induced by the mutated polyglutamines have so far been weakly penetrating which did not allow the search for suppressive mutations in effectors of these phenotypes.
Cependant, sur la base des phénotypes fortement pénétrants de quelques mutations suppressives, des effets des polygln mutées sur la mort However, based on the highly penetrating phenotypes of some suppressive mutations, the effects of the mutated polygln on death
<Desc/Clms Page number 11><Desc / Clms Page number 11>
neuronale ont été identifiés récemment chez la drosophile Ainsi, la coexpression du gène candidat p35, inhibiteur de caspases, a montré un effet bénéfique sur la dégénérescence neuronale dans des mouches trangéniques pour "SCA3" (Bonini 1999), mais n'entraîne aucune diminution du phénotype neurodégénératif dans des mouches transgéniques pour "HD" (Jackson et al., 1998). Les voies de signalisation impliquées ne sont peut- être pas les mêmes dans SCA3 et HD. Une autre étude concerne la chaperonne Hsp70 (Heat shock protein) de D. melanogaster qui a été détectée dans les inclusions nucléaires chez les mouches trangéniques "SCA3". La co-expression de l'homologue humain de Hsp70 (HSPA1L) et de l'ataxine-3 (protéine de la maladie SCA3) contenant 78 gln a permis d'inhiber aussi le phénotype de neurodégénérescence sans diminuer le nombre d'inclusions nucléaires (Warrick et al., 1999). Il se pourrait aussi que la co-expression d'une protéine à domaine polyglutamine entière et normale suffise à contrecarrer les effets de la protéine tronquée mutée chez la drosophile. neuronal have been recently identified in Drosophila Thus, the coexpression of the candidate gene p35, caspase inhibitor, has shown a beneficial effect on neuronal degeneration in foreign flies for "SCA3" (Bonini 1999), but does not lead to a decrease in the neurodegenerative phenotype in transgenic flies for "HD" (Jackson et al., 1998). The signaling pathways involved may not be the same in SCA3 and HD. Another study concerns the Hsp70 (Heat shock protein) chaperone of D. melanogaster which has been detected in nuclear inclusions in "SCA3" foreign flies. The co-expression of the human counterpart of Hsp70 (HSPA1L) and of ataxine-3 (protein of the disease SCA3) containing 78 gln also made it possible to inhibit the phenotype of neurodegeneration without reducing the number of nuclear inclusions ( Warrick et al., 1999). It may also be that co-expression of a protein with a whole and normal polyglutamine domain is sufficient to counteract the effects of the mutated truncated protein in Drosophila.
A l'aide de C. elegans, un groupe aux Etats-Unis a pu mettre en évidence des phénotypes peu pénétrants induits par les polyglutamines mutées dans des animaux transgéniques (WO 99/02652 et Faber et al., 1999). Ce modèle ne permet pas de procéder à la recherche de nouvelles cibles thérapeutiques par réversion des phénotypes transgéniques induits par les polyglutamines mutées du fait de leur faible pénétrance. Using C. elegans, a group in the United States was able to demonstrate poorly penetrating phenotypes induced by the mutated polyglutamines in transgenic animals (WO 99/02652 and Faber et al., 1999). This model does not allow the search for new therapeutic targets by reversing the transgenic phenotypes induced by the mutated polyglutamines due to their low penetrance.
Les Inventeurs se sont donc attachés à mettre en évidence un phénotype de dysfonctionnement neuronal dans des lignées de nématodes transgéniques C. elegans qui soit représentatif des phases supposées précoces de maladies neurodégénératives (dysfonctionnement neuronal avant neurodégénérescence) et qui présente l'avantage de présenter une forte pénétrance. The inventors therefore set out to highlight a phenotype of neuronal dysfunction in lines of C. genecans transgenic nematodes which is representative of the supposedly early stages of neurodegenerative diseases (neuronal dysfunction before neurodegeneration) and which has the advantage of having a strong penetrance.
La présente invention a donc pour objet un nématode transgénique présentant un phénotype de dysfonctionnement neuronal en absence The present invention therefore relates to a transgenic nematode having a phenotype of neuronal dysfunction in the absence
<Desc/Clms Page number 12><Desc / Clms Page number 12>
apparente de mort neuronale au moins au stade jeune adulte, qui correspond à des vers âgés de 3 à 4 jours. Ce phénotype présente l'avantage de présenter, notamment à ce stade, une pénétrance d'au moins 50 % voire même d'au moins 70 %. Par pénétrance , on entend la fréquence avec laquelle le gène manifeste ses effets. apparent neuronal death at least in the young adult stage, which corresponds to worms 3 to 4 days old. This phenotype has the advantage of having, in particular at this stage, a penetration of at least 50% or even at least 70%. By penetrance is meant the frequency with which the gene manifests its effects.
Plus particulièrement, le nématode transgénique conforme à l'invention comprend une construction permettant l'expression d'une protéine présentant un domaine polyglutamine sous le contrôle d'un promoteur spécifique des neurones. Selon un mode de réalisation avantageux, le susdit promoteur est spécifique de neurones récepteurs du toucher. Les Inventeurs ont en fait réalisé des analyses mécanosensorielles sur des nématodes transgéniques exprimant des expansions de polyglutamine de différentes longueurs. Pour ce faire, ils ont utilisé le promoteur issu du gène mec-3 (mec-3p) (Chalfie et Au, 1989) pour diriger l'expression du transgène dans 10 des 302 neurones des vers, y compris les 6 neurones de récepteurs de la sensation (ou du toucher) : AVM, ALML, ALMR, PVM, PLML et PLMR. Ces neurones sont à l'origine de réponses chez le vers dans le cas d'un stimuli doux par toucher (Driscoll M., Kaplan J, 1997). More particularly, the transgenic nematode according to the invention comprises a construction allowing the expression of a protein having a polyglutamine domain under the control of a promoter specific for neurons. According to an advantageous embodiment, the above promoter is specific for touch receptor neurons. The inventors have in fact carried out mechanosensory analyzes on transgenic nematodes expressing polyglutamine expansions of different lengths. To do this, they used the promoter from the mec-3 (mec-3p) gene (Chalfie and Au, 1989) to direct the expression of the transgene in 10 of the 302 worm neurons, including the 6 receptor neurons. sensation (or touch): AVM, ALML, ALMR, PVM, PLML and PLMR. These neurons are the source of responses in worms in the case of a gentle stimulus by touch (Driscoll M., Kaplan J, 1997).
Les travaux des Inventeurs ont principalement porté sur une protéine à domaine polyglutamine représentative des maladies neurodégénératives qu'est la huntingtine, et en particulier sur un fragment N-terminal de la huntingtine. Ainsi, dans le cadre de la présente invention, par protéine à domaine polyglutamine , il faut entendre indifféremment protéine à domaine polyglutamine ou peptide issu d'une protéine à domaine polyglutamine présentant l'expansion de polyglutamine . The inventors' work mainly focused on a polyglutamine domain protein representative of the neurodegenerative diseases that is huntingtin, and in particular on an N-terminal fragment of huntingtin. Thus, in the context of the present invention, by protein with polyglutamine domain, it is understood indifferently means protein with polyglutamine domain or peptide derived from a protein with polyglutamine domain having the expansion of polyglutamine.
Les Inventeurs se sont donc attachés à détecter un phénotype mécanosensoriel (MEC) postérieur ou antérieur chez des nématodes transgéniques chez lesquels ils ont induit un dysfonctionnement neuronal en faisant exprimer chez ces animaux, au niveau de neurones cibles, une partie The inventors therefore set out to detect a posterior or anterior mechanosensory phenotype (MEC) in transgenic nematodes in which they induced neuronal dysfunction by causing some of these animals to express, at the level of target neurons,
<Desc/Clms Page number 13><Desc / Clms Page number 13>
d'une protéine à domaine polyglutamine mutée. Ce phénotype s'exprime par la perte de la sensibilité au toucher due à une altération des neurones cidessus mentionnés. Ainsi, les Inventeurs ont cherché à détecter les nématodes transgéniques chez qui la protéine à domaine polyglutamine mutée s'est exprimée et cette expression est détectable par l'observation de la réponse des vers ou des nématodes transgéniques au toucher. En effet, l'expression d'une protéine à domaine polyglutamine mutée au niveau des susdits neurones entraîne un dysfonctionnement de ces neurones La protéine à domaine polyglutamine mise en #uvre par les Inventeurs est la huntingtine laquelle, lorsqu'elle est mutée, contient comme indiqué précédemment, un nombre anormalement élevé de répétitions polyglutamines qui se situent classiquement aux environs d'au moins 39 résidus glutamine. Dans le cadre de la présente invention, le domaine polyglutamine comprend de 39 à 128 résidus glutamine, de préférence entre 88 et 128 résidus glutamine et plus préférentiellement 128 résidus glutamine. of a mutated polyglutamine domain protein. This phenotype is expressed by the loss of sensitivity to touch due to an alteration of the above neurons. Thus, the inventors sought to detect the transgenic nematodes in which the mutated polyglutamine domain protein was expressed and this expression is detectable by observing the response of the worms or transgenic nematodes to the touch. Indeed, the expression of a polyglutamine domain protein mutated at the level of the aforementioned neurons causes a dysfunction of these neurons. The polyglutamine domain protein implemented by the inventors is huntingtin which, when mutated, contains as previously reported, an abnormally high number of polyglutamine repeats that are typically around at least 39 glutamine residues. In the context of the present invention, the polyglutamine domain comprises from 39 to 128 glutamine residues, preferably between 88 and 128 glutamine residues and more preferably 128 glutamine residues.
La susdite construction comprend donc notamment la séquence nucléique codant pour les 29 premiers acides aminés de la protéine mec-3. Il est cependant possible que cette construction fonctionne avec moins de 29 acides aminés voire aucun acide aminé de la protéine mec-3. The above-mentioned construction therefore notably includes the nucleic sequence coding for the first 29 amino acids of the mec-3 protein. However, it is possible that this construction works with less than 29 amino acids or even no amino acid of the mec-3 protein.
Dans le cadre de la présente invention, les Inventeurs montrent que l'expression d'une polyglutamine sous le contrôle du promoteur mec-3 au niveau des neurones PLM indique une insensibilité au toucher au niveau de la queue des animaux avec une pénétrance d'au moins 50 % voire d'au moins 60 % et même d'au moins 70 %. Dans le cas présent, les tests ont été effectués sur 5 lignées transgéniques stables indépendantes. Le promoteur du gène mec-3 code pour un facteur de transcription exprimé, comme indiqué plus haut, dans 10 neurones cibles dont les 2 neurones PLM qui contrôlent exclusivement la réponse au toucher au niveau de la queue. Ce phénotype ne s'accompagne apparemment pas de la mort des neurones In the context of the present invention, the inventors show that the expression of a polyglutamine under the control of the mec-3 promoter at the level of the PLM neurons indicates an insensitivity to touch at the level of the tail of the animals with a penetrance of at least at least 50% or even at least 60% and even at least 70%. In the present case, the tests were carried out on 5 independent stable transgenic lines. The promoter of the mec-3 gene codes for a transcription factor expressed, as indicated above, in 10 target neurons including the 2 PLM neurons which exclusively control the response to touch at the tail. This phenotype is apparently not accompanied by the death of neurons
<Desc/Clms Page number 14><Desc / Clms Page number 14>
cibles (sur la base d'observations en microscopie NOMARKSI et sur l'absence de marquage nucléaire par l'acridine orange), ni au moment de la mesure du phénotype transgénique chez des animaux au stade jeune adulte (3 à 4 jours après la naissance), ni plus tard chez les mêmes animaux plus âgés (7 à 8 jours après la naissance). targets (based on observations by NOMARKSI microscopy and on the absence of nuclear labeling with acridine orange), or at the time of measurement of the transgenic phenotype in animals in the young adult stage (3 to 4 days after birth ), or later in the same older animals (7 to 8 days after birth).
Ainsi, les Inventeurs ont réalisé un transgène comprenant notamment une construction qui elle-même comprend une séquence nucléique codant pour les 29 premiers acides aminés de la protéine Mec-3, puis codant pour les 17 premiers acides aminés de huntingtine, puis codant pour le domaine polyglutamine comprenant de 39 à 128, de préférence de 88 à 128, plus préférentiellement 128 résidus glutamine, puis codant pour les 17 acides aminés de la huntingtine suivant le domaine polyglutamine, l'ensemble étant précédé de la séquence nucléique du promoteur du gène mec-3. Thus, the inventors have produced a transgene comprising in particular a construct which itself comprises a nucleic sequence coding for the first 29 amino acids of the protein Mec-3, then coding for the first 17 amino acids of huntingtin, then coding for the domain polyglutamine comprising from 39 to 128, preferably from 88 to 128, more preferably 128 glutamine residues, then coding for the 17 amino acids of huntingtin according to the polyglutamine domain, the whole being preceded by the nucleic sequence of the promoter of the gene mec- 3.
Par séquence nucléique d'un promoteur , il faut comprendre toute séquence nucléique correspondant à l'intégralité dudit promoteur mais également à toute partie fonctionnelle de ce promoteur, c'est-à-dire susceptible de remplir une fonction similaire à celle du promoteur entier
De plus, de façon à permettre la visualisation de l'expression de la protéine mutée chez le nématode transgénique, les Inventeurs ont, dans un mode de réalisation préférée de la présente invention, fait en sorte que ladite protéine soit exprimée en fusion avec une protéine permettant sa visualisation. Ainsi, le transgène conforme à l'invention comprend la construction telle que définie plus haut dont la séquence nucléique code, à la suite de la protéine à domaine polyglutamine, pour une protéine permettant la visualisation de la protéine de fusion résultante. Avantageusement, la protéine permettant la visualisation de l'expression de ladite protéine de fusion est la protéine fluorescente verte (Green Fluorescent Protein ou GFP). La présente invention a donc également pour objet ce type de By nucleic sequence of a promoter, it is necessary to understand any nucleic sequence corresponding to the entirety of said promoter but also to any functional part of this promoter, that is to say capable of fulfilling a function similar to that of the whole promoter
In addition, in order to allow visualization of the expression of the mutated protein in the transgenic nematode, the inventors have, in a preferred embodiment of the present invention, made sure that said protein is expressed in fusion with a protein. allowing its visualization. Thus, the transgene according to the invention comprises the construction as defined above, the nucleic sequence of which codes, following the protein with a polyglutamine domain, for a protein allowing the visualization of the resulting fusion protein. Advantageously, the protein allowing the expression of said fusion protein to be visualized is the Green Fluorescent Protein (GFP). The present invention therefore also relates to this type of
<Desc/Clms Page number 15><Desc / Clms Page number 15>
transgène mais également les nématodes transgéniques ayant été transformés par ce type de transgène. transgene but also transgenic nematodes having been transformed by this type of transgene.
Les procédés de transformation de nématodes ne sont pas décrits dans le cadre de la présente invention car ils sont à présent tout à fait à la portée des connaissances normales de l'homme du métier. En effet, comme indiqué plus haut, des nématodes transgéniques ont déjà été réalisés et, sur ce point, la présente invention ne se distingue pas de l'art antérieur. En effet, il ressort clairement de la présente demande que l'invention réside notamment dans le choix des éléments constitutifs de la construction correspondant au trangène conforme à l'invention, et en particulier, dans le promoteur choisi par les Inventeurs. The processes for transforming nematodes are not described in the context of the present invention because they are now completely within the reach of normal knowledge of a person skilled in the art. Indeed, as indicated above, transgenic nematodes have already been produced and, on this point, the present invention is not distinguished from the prior art. Indeed, it is clear from the present application that the invention resides in particular in the choice of the constituent elements of the construction corresponding to the strangene according to the invention, and in particular, in the promoter chosen by the Inventors.
Dans un premier temps, les Inventeurs ont en fait réalisé la construction suivante : mec-3p::Htt1-57(84Q)::GFP. Les nématodes transformés avec ce transgène expriment, sous le contrôle du promoteur du gène mec-3, 57 acides aminés de la huntingtine (Htt) (c'est-à-dire les 17 premiers acides aminés, 23 résidus glutamines et les 17 acides aminés suivant le domaine polyglutamine) avec une expansion de polyglutamine de 84 (84Q) fusionnée à la protéine fluorescente verte (Green Fluorescent Protein ou GFP). Les animaux ont un phénotype MEC (insensibilité au toucher) postérieur d'environ 35 % au stade jeune adulte (3 à 4 jours après la naissance), qui passe à environ 50 % quand les vers ont 7 jours, sans mise en évidence de mort cellulaire. A partir de ces premiers résultats, les Inventeurs ont cherché à développer ce système et ils ont notamment montré que l'expression sous le contrôle du promoteur mec-3 d'une polyglutamine de 128 gln dans une protéine de fusion MEC3::Htt::GFP au niveau des neurones PLM induit une insensibilité au toucher au niveau de la queue des animaux exprimant la susdite protéine dans 60 à 80 % des cas. At first, the Inventors actually carried out the following construction: mec-3p :: Htt1-57 (84Q) :: GFP. Nematodes transformed with this transgene express, under the control of the promoter of the mec-3 gene, 57 amino acids of huntingtin (Htt) (i.e. the first 17 amino acids, 23 glutamine residues and the 17 amino acids according to the polyglutamine domain) with a polyglutamine expansion of 84 (84Q) fused to the green fluorescent protein (Green Fluorescent Protein or GFP). The animals have a posterior MEC phenotype (insensitivity to touch) of around 35% at the young adult stage (3 to 4 days after birth), which increases to around 50% when the worms are 7 days old, without evidence of death. cellular. From these first results, the inventors sought to develop this system and they showed in particular that the expression under the control of the mec-3 promoter of a polyglutamine of 128 gln in a fusion protein MEC3 :: Htt :: GFP in PLM neurons induces insensitivity to touch in the tail of animals expressing the above protein in 60 to 80% of cases.
Par conséquent, le nématode transgénique conforme à la présente invention constitue un modèle animal extrêmement utile pour les criblages génétiques et la recherche de mutations suppressives dans des gènes Consequently, the transgenic nematode according to the present invention constitutes an extremely useful animal model for genetic screening and the search for suppressive mutations in genes.
<Desc/Clms Page number 16><Desc / Clms Page number 16>
effecteurs, modèle qui semble plus particulièrement représentatif des effets des polyglutamines mutées sur le dysfonctionnement neuronal avant mort neuronale . De préférence, le nématode transgénique conforme à l'invention est Caenorhabditis elegans. effectors, a model which seems more particularly representative of the effects of mutated polyglutamines on neuronal dysfunction before neuronal death. Preferably, the transgenic nematode according to the invention is Caenorhabditis elegans.
Les caractéristiques de ce modèle sont intéressantes à plusieurs titres:
1) la force du phénotype Mec permet de rechercher des mutations suppressives dans les lignées transgéniques exprimant un grand nombre de gln,
2) plusieurs études suggèrent fortement que la dysfonction neuronale avant apoptose neuronale provoque l'apparition des symptomes chez les malades,
3) la mauvaise corrélation observée par les inventeurs entre d'une part la formation d'agrégats nucléaires ou péri nucléaires (visibles en microscopie à fluorescence GFP et en microscopie confocale) et, d'autre part, les anomalies du phénotype Mec, suggère qu'il n'y a pas de relation de cause à effet entre agrégats nucléaires ou périnucléaires et dysfonctionnement neuronal. The characteristics of this model are interesting for several reasons:
1) the strength of the Mec phenotype makes it possible to search for suppressive mutations in the transgenic lines expressing a large number of gln,
2) several studies strongly suggest that neuronal dysfunction before neuronal apoptosis causes the onset of symptoms in patients,
3) the poor correlation observed by the inventors between on the one hand the formation of nuclear or peri-nuclear aggregates (visible in GFP fluorescence microscopy and in confocal microscopy) and, on the other hand, the anomalies of the Mec phenotype, suggests that 'there is no cause and effect relationship between nuclear or perinuclear aggregates and neuronal dysfunction.
Cette nouvelle observation complète des données récentes de la littérature où formation d'agrégats et apoptose neuronale ne sont pas en corrélation parfaite (Kuemmerle et al., 1999 ; Reddy et al., 1999). De plus, les inventeurs ont observé que le nombre d'agrégats dans les axones des neurones cibles (neurones PLM) augmentent avec la taille de la polyglutamine, ce qui pourrait suggérer un nouveau mécanisme (déficiences axonales et par voie de conséquence synaptiques) pour le dysfonctionnement de ces neurones en terme de réponse au touché au niveau de la queue. This new observation complements recent data from the literature where aggregation formation and neuronal apoptosis are not in perfect correlation (Kuemmerle et al., 1999; Reddy et al., 1999). In addition, the inventors have observed that the number of aggregates in the axons of the target neurons (PLM neurons) increases with the size of the polyglutamine, which could suggest a new mechanism (axonal and consequently synaptic deficiencies) for the dysfunction of these neurons in terms of response to the affected tail.
Sur la base du point 1), il pourra s'agir de rechercher, après mutagenèse des nématodes transgéniques exprimant la htt mutée, une récupération partielle ou totale de la perte de fonction neuronale induite par On the basis of point 1), it may be a question of seeking, after mutagenesis of the transgenic nematodes expressing the mutated htt, a partial or total recovery of the loss of neuronal function induced by
<Desc/Clms Page number 17><Desc / Clms Page number 17>
la htt mutée (aux générations F2 ou F3). Ces criblages seront effectués selon les techniques classiques (mutagenèse avec l'EMS, majorité de mutations non sens) à partir d'une lignée dont le transgène est sous forme de copies extra-chromosomales (lignée stable non intégrée ). Les mutants suppresseurs seront sélectionnés sur la base d'une progression normale du phénotype Mec (10% à 3 jours) et sur la base d'une fréquence minimum de 10 5/gamète muté. En deça de cette fréquence, il existe un risque important que le phénotype révertant soit multi-allélique. Afin d'éliminer ces mutations surnuméraires, les mutants suppresseurs sélectionnés seront croisés plusieurs fois avec une lignée sauvage et analysés à l'état hétérozygote. Il peut aussi être envisagé de croiser les nématodes transgéniques exprimant une polyglutamine mutée avec une collection de lignées mutantes pour lesquelles le gène muté est identifié par une séquence nucléotidique. Il s'agit de croisements classiques entre animaux mâles et animaux hermaphrodites. Ce type de collections est en développement dans plusieurs laboratoires publics et privés, notamment au sein de la société EXELIXIS à San Francisco aux Etats-Unis. the mutated htt (to the F2 or F3 generations). These screenings will be carried out according to conventional techniques (mutagenesis with EMS, majority of nonsense mutations) from a line whose transgene is in the form of extra-chromosomal copies (stable line not integrated). The suppressing mutants will be selected on the basis of a normal progression of the Mec phenotype (10% at 3 days) and on the basis of a minimum frequency of 10 5 / mutated gamete. Below this frequency, there is a significant risk that the reverting phenotype is multi-allelic. In order to eliminate these supernumerary mutations, the selected suppressor mutants will be crossed several times with a wild line and analyzed in the heterozygous state. It may also be envisaged to cross transgenic nematodes expressing a mutated polyglutamine with a collection of mutant lines for which the mutated gene is identified by a nucleotide sequence. These are classic crosses between male animals and hermaphrodite animals. This type of collection is in development in several public and private laboratories, notably within the company EXELIXIS in San Francisco in the United States.
La présente invention a donc également pour objet un procédé de criblage de cibles thérapeutiques pour le traitement de maladies à expansion de polyglutamine comprenant : - la détermination de la mutation permettant la réversion du dysfonctionnement neuronal présentée par les nématodes transgéniques conformes à l'invention, - l'identification du gène comprenant cette mutation, - la recherche d'homologie de séquences avec un gène humain, - la détermination de la fonction de la protéine codée par ce gène. The present invention therefore also relates to a method for screening therapeutic targets for the treatment of polyglutamine-expanding diseases comprising: - the determination of the mutation allowing the reversal of the neuronal dysfunction presented by the transgenic nematodes in accordance with the invention, - the identification of the gene comprising this mutation, - the search for homology of sequences with a human gene, - the determination of the function of the protein encoded by this gene.
La détermination de la mutation permettant la réversion du dysfonctionnement neuronal peut être réalisée : - dans un premier mode de réalisation par : The determination of the mutation allowing the reversal of the neuronal dysfunction can be carried out: - in a first embodiment by:
<Desc/Clms Page number 18><Desc / Clms Page number 18>
- la mutagénèse aléatoire de tous les gènes de nématodes transgéniques conformes à la présente invention, et - l'isolement desdits nématodes présentant une réversion du phénotype de dysfonctionnement neuronal, ou - dans un deuxième mode de réalisation par : - le croisement de nématodes transgéniques conformes à l'invention avec des nématodes appartenant à des lignées mutantes pour lesquelles le gène muté est identifié par une séquence nucléotidique, et - l'isolement des nématodes issus du susdit croisement présentant une réversion du phénotype du dysfonctionnement neuronal. - the random mutagenesis of all the genes of transgenic nematodes in accordance with the present invention, and - the isolation of said nematodes having a reversion of the phenotype of neuronal dysfunction, or - in a second embodiment by: - the crossing of transgenic nematodes in accordance the invention with nematodes belonging to mutant lines for which the mutated gene is identified by a nucleotide sequence, and - the isolation of nematodes from the above-mentioned cross showing a reversal of the phenotype of neuronal dysfunction.
Il s'agira ensuite de caractériser ces suppresseurs génétiques afin de sélectionner ceux qui constituent de bonnes cibles thérapeutiques (critères : pertinence des données nématodes chez l'homme, plus faisabilité in vivo d'une modulation d'activité des protéines cibles). Le détail des recherches à ce niveau ne pourra être défini qu'après identification des gènes contenant les mutations suppressives. Néanmoins, la recherche d'homologies de séquence pour les gènes en question chez l'homme (pour analyse des profils d'expression tissulaire) et dans d'autres organismes (pour analyse éventuelle de la fonction biologique) sera effectuée dans tous les cas. Isolation ou clonage des ADNc humains homologues et obtention d'anticorps seront accomplis afin de déterminer le profil d'expression de ces gènes aux niveaux ARNm et protéine. L'existence d'un homologue chez l'homme exprimé dans le cerveau (éventuellement à des niveaux variables dans les neurones cibles de HD : caudate, cortex) consistera un des critères de sélection essentiels d'une cible thérapeutique. L'étape suivante consistera à transposer les données obtenues dans le nématode dans des modèles de HD adaptés à la pharmacologie pré-clinique, puis éventuellement à l'homme. It will then be a question of characterizing these genetic suppressors in order to select those which constitute good therapeutic targets (criteria: relevance of nematode data in humans, more feasibility in vivo of modulation of activity of target proteins). The detail of research at this level can only be defined after identification of the genes containing the suppressive mutations. However, the search for sequence homologies for the genes in question in humans (for analysis of tissue expression profiles) and in other organisms (for possible analysis of biological function) will be carried out in all cases. Isolation or cloning of homologous human cDNAs and obtaining antibodies will be accomplished in order to determine the expression profile of these genes at the mRNA and protein levels. The existence of a human counterpart expressed in the brain (possibly at variable levels in HD target neurons: caudate, cortex) will be one of the essential selection criteria for a therapeutic target. The next step will be to transpose the data obtained in the nematode into HD models adapted to pre-clinical pharmacology, then possibly to humans.
<Desc/Clms Page number 19> <Desc / Clms Page number 19>
La présente invention a donc également pour objet l'utilisation d'un nématode transgénique conforme à la présente invention pour le criblage de cibles thérapeutiques pour le traitement et/ou la prévention de maladies à expansion de polyglutamine. En particulier, l'étape déterminante du susdit criblage sera la détermination de la mutation permettant la réversion du dysfonctionnement neuronal comme indiqué plus haut. The present invention therefore also relates to the use of a transgenic nematode in accordance with the present invention for the screening of therapeutic targets for the treatment and / or prevention of polyglutamine-expanding diseases. In particular, the determining step of the above screening will be the determination of the mutation allowing the reversal of the neuronal dysfunction as indicated above.
L'invention a également pour objet l'utilisation du gène ou du produit du gène dans lequel la mutation a été déterminée pour la préparation d'un médicament destiné au traitement et/ou à la prévention de maladies à expansion de polyglutamine. A subject of the invention is also the use of the gene or the product of the gene in which the mutation has been determined for the preparation of a medicament intended for the treatment and / or prevention of polyglutamine-expanding diseases.
Enfin, la présente invention a également pour objet l'utilisation d'un nématode transgénique conforme à l'invention pour l'identification de composés ayant une activité d'inhibition sur le phénotype anormal présenté par ledit nématode. Il s'agit par exemple de soumettre ledit nématode à, ou le mettre en contact avec, au moins un composé susceptible d'avoir la susdite activité d'inhibition et de contrôler régulièrement l'effet de ce contact et de cette exposition sur le phénotype anormal présenté par le nématode. Bien évidemment, les composés donnant lieu à une réversion partielle ou totale du phénotype anormal en question seront ensuite caractérisés et feront l'objet d'études et analyses approfondies à des fins de préparation d'un médicament destiné au traitement et/ou la prévention de maladies à expansion de polyglutamine. Finally, the present invention also relates to the use of a transgenic nematode in accordance with the invention for the identification of compounds having an inhibiting activity on the abnormal phenotype presented by said nematode. This involves, for example, subjecting said nematode to, or bringing it into contact with, at least one compound capable of having the said inhibition activity and of regularly monitoring the effect of this contact and of this exposure on the phenotype. abnormal presented by the nematode. Obviously, the compounds giving rise to a partial or total reversion of the abnormal phenotype in question will then be characterized and will be the subject of in-depth studies and analyzes with a view to preparing a medicament intended for the treatment and / or prevention of polyglutamine expanding diseases.
PRESENTATION DES FIGURES
Figure 1. Schéma des transgènes
Les constructions utilisées permettent l'expression de protéines de fusion contenant du coté N-terminal vers le coté C-terminal un fragment de la protéine mec-3 de 29 aminoacides, les 17 premiers aminoacides de la htt, PRESENTATION OF THE FIGURES
Figure 1. Diagram of transgenes
The constructs used allow the expression of fusion proteins containing from the N-terminal side to the C-terminal side a fragment of the mec-3 protein of 29 amino acids, the first 17 amino acids of the htt,
<Desc/Clms Page number 20><Desc / Clms Page number 20>
le domaine polyglutaminique de longueur variable (18,88, ou 128 Gln), les 17 aminoacides de la htt suivant le domaine polyglutaminique, et la GFP (Green fluorecent protein). Le vecteur d'expression utilisé est Tu482 (Martin Chalfie, Columbia University, New-York, NY, USA), un dérivé de pPD95. 65 (accès public ; Andrew Fire, Carnégie Institute of Washington,USA). Les fragments de la htt contenant 18 gln proviennent du Laboratoire de Biologie Génomique (CEPH, Paris), ceux contenant 88 gln ont été obtenus à partir de plasmides provenant du laboratoire de Christopher Ross (Johns Hopkins University, Baltimore USA), et ceux contenant 128 gln ont été obtenus à partir de plasmides provenant du laboratoire de Michael Hayden (University of British Columbia, Vancouver, Canada). Légende : aa : Aminoacides ; Polygln : domaine polyglutaminique
Figure 2 : L'expansion de polyglutamine dans les neurones de C elegans altère la mécanosensation
La mécanosensation a été mesurée chez des nématodes âgés de trois jours en stimulant leur corps par contact au moyen d'un cil. 20 à 30 animaux ont été placés sur des plaques alimentaires standards ensemencées avec une source alimentaire OP50 et ont été maintenus ainsi. Les animaux ont été transférés vers des plaques fraîches 24 h avant le test pour minimiser les effets adaptatifs de réponse au toucher. Les réponses défectives pour la mécanosensation (MEC) ont été enregistrées pour chaque plaque de vers (N=4). Un phénotype MEC postérieur est défini par une insensibilité au toucher au niveau de la queue. Un phénotype MEC antérieur est défini par une insensibilité au toucher au niveau de la tête Au niveau des figures 2A et 2B, une simple réponse mécanosensorielle a été enregistrée par animal. Au niveau des figures 2C et 2D, 10 réponses mécano sensoriel les consécutives, 5 antérieures et 5 postérieures ont été enregistrées chez 50 animaux de chaque génotype. Ainsi, chaque animal a reçu une notation de 0 (pour 10 réponses positives consécutives) à 10 (pour aucune réponse positive). Figure 2A : MEC postérieurs sous forme d'un pourcentage pour chaque lignée de vers, avec des barres d'erreurs indiquant l'erreur standard the polyglutamine domain of variable length (18.88, or 128 Gln), the 17 amino acids of the htt according to the polyglutamine domain, and GFP (Green fluorecent protein). The expression vector used is Tu482 (Martin Chalfie, Columbia University, New-York, NY, USA), a derivative of pPD95. 65 (public access; Andrew Fire, Carnégie Institute of Washington, USA). The fragments of the htt containing 18 gln come from the Laboratory of Genomic Biology (CEPH, Paris), those containing 88 gln were obtained from plasmids coming from the laboratory of Christopher Ross (Johns Hopkins University, Baltimore USA), and those containing 128 gln were obtained from plasmids from the laboratory of Michael Hayden (University of British Columbia, Vancouver, Canada). Legend: aa: Amino acids; Polygln: polyglutamine domain
Figure 2: Polyglutamine expansion in C elegans neurons alters mechanosensation
Mechanosensation was measured in three-day-old nematodes by stimulating their body by contact with an eyelash. 20 to 30 animals were placed on standard food plates seeded with an OP50 food source and were maintained as such. The animals were transferred to fresh plates 24 h before the test to minimize the adaptive touch response effects. The defective responses for mechanosensation (MEC) were recorded for each worm plate (N = 4). A posterior MEC phenotype is defined by insensitivity to touch at the tail. An anterior MEC phenotype is defined by an insensitivity to touch at the level of the head. At the level of FIGS. 2A and 2B, a simple mechanosensory response was recorded per animal. In FIGS. 2C and 2D, 10 consecutive mechanical, 5 anterior and 5 posterior responses were recorded in 50 animals of each genotype. Thus, each animal received a score from 0 (for 10 consecutive positive responses) to 10 (for no positive response). Figure 2A: Posterior MEC as a percentage for each line of worms, with error bars indicating the standard error
<Desc/Clms Page number 21><Desc / Clms Page number 21>
à la moyenne pour chaque essai de plaque testée Au moins 5 lignées transgéniques indépendantes pour un construit donné ont été testées Le type sauvage N2 montre quelques réponses MEC, comme les vers transgéniques pour mec-3p::GFP [GFP] et mec-3p : :Httl-57(19Q)::GFP [19-GFP]. Les lignées de mec-3p::Httl-57(88Q)::GFP [88Q-GFP] ont montré des altérations significatives dans la réponse MEC postérieur comprise entre 27 et 63 %. Des lignées du génotype mec-3p::Httl-57(128Q)::GFP [128Q- GFP] en général ont même montré des réponses MEC postérieures plus nombreuses, entre 62 et 77 %. Chez les lignées de génotype mec-3p::Httl- 57STOP(128Q)::GFP [STOP-128Q], les réponses n'ont pas été significativement différentes des valeurs de contrôle Les lignées mec- 3p::Htt1-57(128Q)MINUSGFP [128Q MINUS GFP] ont montré des réponses MEC similaires aux lignées contrôle Figure 2B pourcentage des phénotypes MEC antérieurs pour le type sauvage N2 et mec-3p::Htt1- 57(128Q)::GFP (lignée A) [128Q-GFP], avec les barres d'erreurs indiquant l'erreur standard à la moyenne pour chaque essai de plaque testée Figure 2C : réponses MEC des animaux N2 et mec-3p::Htt1-57(128Q)::GFP (lignée A) [128Q-GFP], avec les barres d'erreur indiquant l'erreur standard à la moyenne pour chaque réponse. Figure 2D : marquage diffus de la réponse en points de MEC individuel de graphe C, indiquant le degré de chevauchement entre les données individuelles de N2 (carrés vides) et mec- 3p::Httl-57(128Q)::GFP (lignée A) [Htt(128Q)-GFP] (cercles pleins)
Figure 3: Schémas représentatifs d'expression de GFP de protéines de fusion transgéniques dans des neurones de mécanosensation PLM
Les animaux transgéniques ont été lavés à partir des plaques alimentaires dans du tampon M9, immobilisés par incubation dans du lévamisole, installés sur des supports d'agarose à 3 % sur des lames de microscopes et placés sous une lame de verre Dans tous les cas, les distributions cellulaires de GFP ont été établies dans des neurones mécanosensoriels postérieurs PLM sous un jeu de filtre FITC Des observations ont été faites sous un objectif XI 00. Les images ont été générées avec une caméra CCD utilisant le logiciel Photoshop Adobe. at the average for each plate test tested At least 5 independent transgenic lines for a given construct were tested The wild type N2 shows some MEC responses, such as transgenic worms for mec-3p :: GFP [GFP] and mec-3p: : Httl-57 (19Q) :: GFP [19-GFP]. The mec-3p :: Httl-57 (88Q) :: GFP lines [88Q-GFP] showed significant alterations in the posterior MEC response of between 27 and 63%. Lines of the mec-3p :: Httl-57 (128Q) :: GFP [128Q-GFP] genotype in general even showed more posterior MEC responses, between 62 and 77%. In the mec-3p :: Httl- 57STOP (128Q) :: GFP [STOP-128Q] genotype lines, the responses were not significantly different from the control values. The mec 3p lines :: Htt1-57 (128Q ) MINUSGFP [128Q MINUS GFP] showed MEC responses similar to the control lines Figure 2B percentage of the previous MEC phenotypes for the wild type N2 and mec-3p :: Htt1-57 (128Q) :: GFP (line A) [128Q- GFP], with the error bars indicating the standard error at the mean for each plate test tested Figure 2C: MEC responses from animals N2 and mec-3p :: Htt1-57 (128Q) :: GFP (line A) [128Q-GFP], with the error bars indicating the standard error as the average for each response. Figure 2D: Diffuse marking of the response in points of individual CEM of graph C, indicating the degree of overlap between the individual data of N2 (empty squares) and mec- 3p :: Httl-57 (128Q) :: GFP (line A ) [Htt (128Q) -GFP] (solid circles)
Figure 3: Representative patterns of GFP expression of transgenic fusion proteins in PLM mechanosensation neurons
The transgenic animals were washed from the food plates in M9 buffer, immobilized by incubation in levamisole, installed on 3% agarose supports on microscope slides and placed under a glass slide In all cases, cellular GFP distributions were established in PLM posterior mechanosensory neurons under a set of FITC filters Observations were made under an XI 00 objective. The images were generated with a CCD camera using Photoshop Adobe software.
<Desc/Clms Page number 22> <Desc / Clms Page number 22>
L'aspect postérieur est à droite dans tous les cas. Figure 3A : mec- 3p::GFP. GFP est exprimé de façon diffuse dans l'ensemble du noyau, le corps cellulaire et des axones. Rarement, des spots brillants de fluorescence sont observés le long des projections axonales Ceci peut représenter des déficiences au niveau des axones eux-mêmes ou une accumulation de protéines à des sites spécifiques. Figure 3B : mec-3p::Httl-57(19Q)::GFP. Le GFP s'accumule en deux grands ensembles, apparemment autour du noyau L'expression diffuse est détectée le long des axones avec certaines agrégations cytoplasmiques (flèche) Le signal GFP en dehors de l'image dans le coin droit inférieur du schéma provient du corps cellulaire d'un autre PLM de l'animal. Figure 3C : mec-3p::Httl-57(88Q)::GFP La GFP forme d'importants agrégats périnucléaires comme visualisé par deux signaux brillants autour du noyau. A la différence des PLM dans les animaux mec- 3p::GFP ou mec-3p::Httl-57(19Q), les agrégats cytoplasmiques le long des axones sont communément observés (flèches). Ceux-ci peuvent être considérablement plus importants que ceux observés dans les neurones mec- 3p::Httl-57(19Q)::GFP (flèche en bas à droite) Le signal GFP en dehors de l'image dans le coin supérieur droit du schéma provient du corps cellulaire de l'autre PLM de l'animal Figure 3D : mec-3p::Httl- 57(128Q)::GFP Des signaux GFP intenses sont observés autour du noyau, avec deux signaux brillants typiques, tel que dans mec-3p::Httl- 57(88Q)::GFP. En général, les neurones PLM de ce génotype n'ont pas un plus grand nombre d'agrégats le long des axones (flèches) que ceux dans mec-3p::Httl-57(88Q)::GFP. Le signal GFP en dehors de l'image dans le coin gauche inférieur du schéma provient du corps cellulaire de l'autre PLM de l'animal. The posterior aspect is on the right in all cases. Figure 3A: mec- 3p :: GFP. GFP is diffusely expressed throughout the nucleus, cell body and axons. Rarely, bright spots of fluorescence are observed along the axonal projections. This can represent deficiencies in the axons themselves or an accumulation of proteins at specific sites. Figure 3B: mec-3p :: Httl-57 (19Q) :: GFP. GFP accumulates in two large sets, apparently around the nucleus Diffuse expression is detected along the axons with certain cytoplasmic aggregations (arrow) The GFP signal outside the image in the lower right corner of the diagram comes from the body cell from another animal PLM. Figure 3C: mec-3p :: Httl-57 (88Q) :: GFP GFP forms important perinuclear aggregates as visualized by two bright signals around the nucleus. Unlike PLM in mec- 3p :: GFP or mec-3p :: Httl-57 (19Q) animals, cytoplasmic aggregates along the axons are commonly observed (arrows). These can be considerably larger than those observed in mec- 3p neurons :: Httl-57 (19Q) :: GFP (lower right arrow) The GFP signal outside the image in the upper right corner of the diagram comes from the cell body of the other PLM of the animal Figure 3D: mec-3p :: Httl- 57 (128Q) :: GFP Intense GFP signals are observed around the nucleus, with two typical bright signals, such as in mec-3p :: Httl- 57 (88Q) :: GFP. In general, the PLM neurons of this genotype do not have a greater number of aggregates along the axons (arrows) than those in mec-3p :: Httl-57 (88Q) :: GFP. The GFP signal outside the image in the lower left corner of the diagram comes from the cell body of the animal's other PLM.
Figure 4: Image représentative par analyse confocale de protéines de fusion GFP dans les neurones PLM des lignées transgéniques
Des animaux ont été incubés dans 150 ng/ml de DAPI dans l'éthanol pendant 30 mn, suivi par 30 mn de réhydratation dans du tampon M9 Les vers ont ensuite été brièvement incubés dans du lévamisole et installés sur des lames contenant des supports solidifiés d'agarose à 3 % de Figure 4: Representative image by confocal analysis of GFP fusion proteins in PLM neurons of transgenic lines
Animals were incubated in 150 ng / ml of DAPI in ethanol for 30 min, followed by 30 min of rehydration in M9 buffer. The worms were then briefly incubated in levamisole and installed on slides containing solidified supports of agarose at 3%
<Desc/Clms Page number 23><Desc / Clms Page number 23>
façon à empêcher les mouvements pendant l'acquisition de l'image. Des sections confocales de 0,4 microns ont été prises de signaux autour du noyau, comme détecté par le marquage DAPI, utilisant des filtres UV et FITC pour DAPI et GFP, respectivement. Le marquage DAPI est pseudocoloré en rouge, avec GFP en vert. Des reconstructions de séries z sont montrées ici, où le jaune indique une co-localisation des signaux DAPI et GFP. L'aspect postérieur est à droite dans tous les cas. L'échelle : 5 microns. Figure 4A : mec-3p::GFP. Un signal GFP diffus est apparent le long des projections axonales, dans tout le corps cellulaire et dans le noyau (flèche). Figure 4B : mec-3p::Httl-57(19Q)::GFP. Le signal GFP montre une accumulation à proximité du noyau, avec des dépôts de protéines également présents au sein du noyau (flèche). Figure 4C : mec-3p::Httl- 57(88Q)::GFP. Les vers ont donné lieu à un signal GFP sous la forme d'un anneau autour du noyau, avec également un signal détecté à l'intérieur du noyau (flèche). Figure 4D : mec-3p::Httl-57(128Q)::GFP. Les deux noyaux PLM sont visibles. Sur la gauche, le signal est détecté dans le noyau (flèche), mais pas dans le noyau sur la droite. Les vers ont montré une accumulation importante de GFP d'un côté du noyau avec des dépôts ponctuels nombreux autour de la surface nucléaire. to prevent movement during image acquisition. Confocal sections of 0.4 microns were taken from signals around the nucleus, as detected by DAPI labeling, using UV and FITC filters for DAPI and GFP, respectively. The DAPI marking is pseudocoloured in red, with GFP in green. Z series reconstructions are shown here, where the yellow indicates a co-location of the DAPI and GFP signals. The posterior aspect is on the right in all cases. The scale: 5 microns. Figure 4A: mec-3p :: GFP. A diffuse GFP signal is apparent along the axonal projections, throughout the cell body and in the nucleus (arrow). Figure 4B: mec-3p :: Httl-57 (19Q) :: GFP. The GFP signal shows an accumulation near the nucleus, with protein deposits also present within the nucleus (arrow). Figure 4C: mec-3p :: Httl- 57 (88Q) :: GFP. The worms gave rise to a GFP signal in the form of a ring around the nucleus, with also a signal detected inside the nucleus (arrow). Figure 4D: mec-3p :: Httl-57 (128Q) :: GFP. The two PLM cores are visible. On the left, the signal is detected in the nucleus (arrow), but not in the nucleus on the right. The worms showed a significant accumulation of GFP on one side of the nucleus with numerous point deposits around the nuclear surface.
Figure 5 : Schématisation des étapes des tests de réversion dans le ver C. elegans
Figure 5A : par mutagénèse aléatoire
Figure 5B : par utilisation de collections de mutants. Figure 5: Diagram of the stages of the reversion tests in the C. elegans worm
Figure 5A: by random mutagenesis
Figure 5B: using collections of mutants.
La présente invention ne se limite pas à la description ci-dessus mais au contraire en englobe toutes les variantes Les expérimentations et résultats reportés ci-après servent à mieux comprendre l'invention mais ne sont mentionnés qu'à titre purement illustratif. The present invention is not limited to the description above but on the contrary encompasses all the variants The experiments and results reported below serve to better understand the invention but are only mentioned for purely illustrative purposes.
<Desc/Clms Page number 24> <Desc / Clms Page number 24>
EXPERIMENTATIONS ET RESULTATS
A. Génération de nouvelles lignées transgénigues mec3
Les lignées transgéniques originales ont toutes été obtenues à partir d'un mutant dpy-20. Cependant, dans le but d'améliorer l'efficacité de la transformation, les Inventeurs ont procédé également à des injections dans le mutant lin-15 (phénotype : plusieurs vulves). A partir de là, de nouvelles constructions d'ADN, ainsi que les transgènes ci-dessus ont transformé ces souches pour contrôler tout effet potentiel de l'arrière-plan génétique. La séquence de tous les transgènes a été vérifiée avant l'injection. Au cours du reséquençage de la construction d'origine mec-3p::Httl-57(84Q)::GFP injecté à COLUMBIA, il a été découvert que ce transgène en fait codait pour une protéine contenant 88 glutamines contiguës et pas 84 comme précédemment reporté. Les Inventeurs ont généré de nouvelles constructions comprenant : - 128 glutamines : mec-3p::Htt1-57(128Q)::GFP, - 128 glutamines non fusionnées à GFP, pour contrôler les effets GFP : mec-3p::Httl-57(128Q)MNUSGFP, - deux codons stop juste avant la séquence codant pour l'expansion de 128 glutamines : mec-3p::Httl-57STOP(128Q)::GFP, pour contrôler les effets de l'ARN messager. EXPERIMENTATIONS AND RESULTS
A. Generation of new mec3 transgenic lines
The original transgenic lines were all obtained from a dpy-20 mutant. However, in order to improve the efficiency of the transformation, the inventors also carried out injections into the mutant lin-15 (phenotype: several vulvae). From there, new DNA constructs, as well as the above transgenes have transformed these strains to control any potential effects of the genetic background. The sequence of all transgenes was checked before injection. During the resequencing of the original construction mec-3p :: Httl-57 (84Q) :: GFP injected with COLUMBIA, it was discovered that this transgene actually coded for a protein containing 88 contiguous glutamines and not 84 as previously postponed. The inventors have generated new constructions comprising: - 128 glutamines: mec-3p :: Htt1-57 (128Q) :: GFP, - 128 glutamines not fused to GFP, to control the GFP effects: mec-3p :: Httl-57 (128Q) MNUSGFP, - two stop codons just before the sequence coding for the expansion of 128 glutamines: mec-3p :: Httl-57STOP (128Q) :: GFP, to control the effects of messenger RNA.
Ces trois constructions ainsi que la GFP seule, des variants 19Q et 88Q, tous sous le contrôle du promoteur mec-3, ont été injectés avec l'ADN de type sauvage lin-15 (marqueur phénotypique de sélection restaurant un phénotype sauvage lin-15). Dans chaque cas, un minimum de 5 lignées transgéniques indépendantes, ont été sélectionnées pour les analyses suivantes. These three constructs, as well as the GFP alone, variants 19Q and 88Q, all under the control of the mec-3 promoter, were injected with wild type DNA lin-15 (phenotypic marker for selection restoring a wild phenotype lin-15 ). In each case, a minimum of 5 independent transgenic lines were selected for the following analyzes.
B. Les analyses de mécanosensation
Les Inventeurs se sont intéressés à déterminer s'ils pouvaient ou pas renforcer le phénotype MEC observé à l'origine pour utiliser un criblage suppresseur et ils ont examiné les réponses MEC chez des animaux âgés de 3 jours (après cet âge, les animaux ont significativement moins de progéniture). Il a été trouvé que, comme précédemment, les animaux B. Mechanosensation analyzes
The inventors were interested in determining whether or not they could reinforce the MEC phenotype originally observed to use a suppressor screen and they examined the MEC responses in animals aged 3 days (after this age, the animals significantly less offspring). It was found that, as before, animals
<Desc/Clms Page number 25><Desc / Clms Page number 25>
transgéniques exprimant GFP seule ou GFP-19Q montraient un niveau de mécanosensation proche du type sauvage (Figure 2A). Cependant, dans 5 lignées de GFP-88Q examinées, 2 ont montré un niveau significativement supérieur de MEC par rapport à celui observé antérieurement tandis que les 3 lignées restantes ont montré des phénotypes MEC postérieures similaires à ceux observés antérieurement. Par contraste de variabilité dans les effets de 88Q dans le transgène, toutes les lignées de 128Q examinées ont montré un fort phénotype MEC postérieur aux environs de 70 % Les animaux transgènes contrôle exprimant 128Q avec 2 codons stop en amont de l'expansion de polyglutamine ont montré un niveau de MEC proche du type sauvage. 8 lignées transgéniques de 128Q MINUS GFP ont montré un niveau de MEC proche du type sauvage. Bien que les Inventeurs savent à partir du signal fluorescent que les protéines de fusion GFP ont été exprimées, il est possible qu'il n'y ait pas d'expression détectable de protéines 128Q dans ces lignées. Les Inventeurs examinent couramment cette notion d'immunohistochimie avec des anticorps dirigés contre l'extrémité N-terminale de la huntingtine. Il est également possible que la GFP puisse être présente dans les neurones PLM agissant comme un agent de sensibilisation pour les effets de l'expansion de polyglutamine sur MEC à détecter. Ceci peut être testé en co-injectant mec-3p::GFP avec cette construction de mec-3p::Httl-57(128Q)MINUSGFP. transgenic expressing GFP alone or GFP-19Q showed a level of mechanosensation close to the wild type (Figure 2A). However, in 5 lines of GFP-88Q examined, 2 showed a significantly higher level of MEC compared to that observed previously while the 3 remaining lines showed posterior MEC phenotypes similar to those observed previously. In contrast to the variability in the effects of 88Q in the transgene, all the 128Q lines examined showed a strong MEC phenotype posterior to around 70%. The control transgenic animals expressing 128Q with 2 stop codons upstream of the polyglutamine expansion have showed a level of MEC close to the wild type. 8 transgenic lines of 128Q MINUS GFP showed a level of MEC close to the wild type. Although the inventors know from the fluorescent signal that the GFP fusion proteins have been expressed, it is possible that there is no detectable expression of 128Q proteins in these lines. The inventors commonly examine this notion of immunohistochemistry with antibodies directed against the N-terminal end of huntingtin. It is also possible that GFP may be present in PLM neurons acting as an sensitizing agent for the effects of polyglutamine expansion on MEC to be detected. This can be tested by co-injecting mec-3p :: GFP with this construction of mec-3p :: Httl-57 (128Q) MINUSGFP.
La mécanosensation antérieure a été testée chez des vers de type sauvage et des vers transgéniques 128Q âgés de 3 jours. Un phénotype MEC modéré mais significatif a été détecté (Figure 2B). Les Inventeurs se demandent s'il pourrait être possible de détecter des différences plus importantes de mécanosensation entre les vers de type sauvage N2 et les vers 128Q en testant les animaux avec des stimuli multiples. Ils ont soumis les vers à 10 stimuli mécanosensoriels, 5 au niveau de la tête et 5 au niveau de la queue et ont mesuré les réponses chez N2 et 128Q. Un phénotype MEC maximal donnerait donc une notation de 10 tandis que 10 réponses positives consécutives donneraient une notation de 0. Dans ce cas particulier, les animaux N2 ont été notés 1,3 tandis que les animaux 128Q ont été notés 5,1 (Figure 2C). L'examen des données en points individuels à partir de ces tests révèle un léger chevauchement entre N2 et 128Q (Figure Previous mechanosensation was tested in wild type worms and 3 day old 128Q transgenic worms. A moderate but significant MEC phenotype was detected (Figure 2B). The inventors wonder whether it might be possible to detect larger differences in mechanosensation between wild type N2 worms and 128Q worms by testing animals with multiple stimuli. They subjected the worms to 10 mechanosensory stimuli, 5 at the head and 5 at the tail and measured the responses in N2 and 128Q. A maximum MEC phenotype would therefore give a rating of 10 while 10 consecutive positive responses would give a rating of 0. In this particular case, the animals N2 were scored 1.3 while the animals 128Q were scored 5.1 (Figure 2C ). Examination of the individual point data from these tests reveals a slight overlap between N2 and 128Q (Figure
<Desc/Clms Page number 26><Desc / Clms Page number 26>
2D), ce qui donne lieu à penser qu'il existerait une voie potentiellement intéressante pour cribler les suppresseurs F2 du phénotype MEC 128Q. 2D), which suggests that there is a potentially interesting way to screen for F2 suppressors of the MEC 128Q phenotype.
C. Répartition des schémas d'agrégation des polyglutamines
Les Inventeurs ont examiné les schémas d'expression de GFP des protéines de fusion dans les neurones PLM (Figures 3 et 4). Les lignées transgéniques mec-3p:: GFP ont montré un signal diffus au sein du noyau, du corps et de la machinerie cellulaire sans accumulation significative ou évidente au niveau d'une localisation cellulaire spécifique (Figures 3A et 4A). Les transgéniques contrôle, mec-3p::Httl-57(19Q)::GFP, ont montré une accumulation intense du signal GFP, de façon typique visible sous forme de deux ensembles diamétralement opposés, apparemment autour du noyau. L'expression diffuse a été observée dans le noyau (voir Figure 4B) De la même façon, un signal diffus était évident le long des projections axonales avec un nombre petit mais significatif d'agrégats de protéines de fusion (Figure 3B). Chez les transgènes mec-3p::Httl-57(88Q)::GFP, l'accumulation de protéines autour du noyau était plus intense. Comme les deux grands ensembles observés dans les lignées mec-3p::Httl- 57(19Q)::GFP, de plus petites accumulations ponctuelles sont apparues autour ou près du noyau (Figures 3C et 4C). Un signal a également été détecté dans le noyau Le long des projections axonales, plusieurs agrégats étaient généralement visibles. Une expression diffuse n'a pas été détectée (Figure 3C). Le transgène mec-3p::Httl-57(128Q)::GFP a également montré des accumulations importantes proches ou autour du noyau. Ces signaux avaient une apparence plus fragmentée que dans d'autres génotypes. De plus, des signaux nucléaires de GFP sont apparus moins ordinaires que dans d'autres lignées (Figure 4D) Comme cela était le cas de mec-3p::Httl-57(88Q)::GFP, un signal diffus n'a pas été détecté le long des projections axonales. Cependant, il semblait y avoir un nombre plus important d'agrégats le long des axones de mec-3p::Httl-57(128Q)::GFP (Figure 3D). Sous microscope à confocale, des schémas d'agrégation autour ou proches du noyau dans les transgènes mec-3p::Httl-57(88Q)::GFP et mec-3p::Httl-57(128Q)::GFP sont réminiscents avec l'apparition de l'appareil de Golgi. Il a été récemment montré que la protéine huntingtine C. Distribution of the aggregation patterns of polyglutamines
The inventors examined the patterns of GFP expression of fusion proteins in PLM neurons (Figures 3 and 4). The mec-3p :: GFP transgenic lines showed a diffuse signal within the nucleus, the body and the cellular machinery without significant or obvious accumulation at the level of a specific cellular localization (Figures 3A and 4A). The control transgenics, mec-3p :: Httl-57 (19Q) :: GFP, have shown an intense accumulation of the GFP signal, typically visible as two diametrically opposite sets, apparently around the nucleus. Diffuse expression was observed in the nucleus (see Figure 4B) Likewise, a diffuse signal was evident along the axonal projections with a small but significant number of fusion protein aggregates (Figure 3B). In the mec-3p :: Httl-57 (88Q) :: GFP transgenes, the accumulation of proteins around the nucleus was more intense. Like the two large sets observed in the mec-3p :: Httl-57 (19Q) :: GFP lines, smaller point accumulations appeared around or near the nucleus (Figures 3C and 4C). A signal was also detected in the nucleus Along the axonal projections, several aggregates were generally visible. Diffuse expression was not detected (Figure 3C). The mec-3p :: Httl-57 (128Q) :: GFP transgene also showed significant accumulations near or around the nucleus. These signals had a more fragmented appearance than in other genotypes. In addition, GFP nuclear signals appeared less ordinary than in other lines (Figure 4D) As was the case with mec-3p :: Httl-57 (88Q) :: GFP, a diffuse signal did not was detected along the axonal projections. However, there appeared to be a greater number of aggregates along the axons of mec-3p :: Httl-57 (128Q) :: GFP (Figure 3D). Under a confocal microscope, aggregation patterns around or near the nucleus in the mec-3p transgenes :: Httl-57 (88Q) :: GFP and mec-3p :: Httl-57 (128Q) :: GFP are reminiscent with the appearance of the Golgi apparatus. The huntingtin protein has recently been shown
<Desc/Clms Page number 27><Desc / Clms Page number 27>
était localisée à proximité de cette structure (Vélier J et al., 1998). Le transport via l'appareil de Golgi pourrait être une source de désorganisation cellulaire dans le système des Inventeurs
A partir des analyses de la distribution cellulaire de GFP, les Inventeurs ont conclu que les protéines de fusion à expansion de polyglutamine formaient des agrégats, comme dans d'autres systèmes modèles (Davies SW et al., 1997 ; Scherzinger E et al., 1997 ; Martindale D et al., 1998 ; Cooper JK et al., 1998 ; LI SH & Li XJ, 1998) et de maladies humaines (DiFiglia M et al., 1997 ; Maat-Schieman ML et al., 1999 , Sapp E et al., 1999). Quoiqu'il en soit, il semble qu'il y ait une corrélation inverse entre la longueur de l'expansion de polyglutamine et la présence de protéines nucléaires. Cependant, il semble qu'il y a une relation modérément bien corrélée entre le nombre d'agrégats cytoplasmiques et la taille de l'expansion de polyglutamine. Ainsi, la relation entre l'agrégation et la pathologie reste une question ouverte (Kuemmerle S et al., 1999). was located near this structure (Vélier J et al., 1998). Transport via the Golgi apparatus could be a source of cellular disorganization in the inventors' system
From analyzes of the cellular distribution of GFP, the inventors concluded that the polyglutamine expanding fusion proteins formed aggregates, as in other model systems (Davies SW et al., 1997; Scherzinger E et al., 1997; Martindale D et al., 1998; Cooper JK et al., 1998; LI SH & Li XJ, 1998) and human diseases (DiFiglia M et al., 1997; Maat-Schieman ML et al., 1999, Sapp E et al., 1999). In any event, there appears to be an inverse correlation between the length of polyglutamine expansion and the presence of nuclear proteins. However, there appears to be a moderately well correlated relationship between the number of cytoplasmic aggregates and the size of the polyglutamine expansion. Thus, the relationship between aggregation and pathology remains an open question (Kuemmerle S et al., 1999).
<Desc/Clms Page number 28> <Desc / Clms Page number 28>
REFERENCES . Aronin N, Kim M, Laforet G, DiFiglia M Are there multiple pathways in the pathogenesis of Huntington's disease? Philos Trans R. Soc. Lond. B. REFERENCES . Aronin N, Kim M, Laforet G, DiFiglia M Are there multiple pathways in the pathogenesis of Huntington's disease? Philos Trans R. Soc. Lond. B.
Biol Sci 354 : (1999)
Bonini NM A genetic model for human polyglutamine-repeat disease in Drosophila melanogaster. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 354 : 1057-60 (1999). Biol Sci 354: (1999)
Bonini NM A genetic model for human polyglutamine-repeat disease in Drosophila melanogaster. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 354: 1057-60 (1999).
Charlfie M, Au M. Genetic control of differention of the Caenorhabditis elegans touch receptor neurons. Science ; 243 :1027-33 (1989). Charlfie M, Au M. Genetic control of differention of the Caenorhabditis elegans touch receptor neurons. Science; 243: 1027-33 (1989).
Cooper JK, Schilling G, Peters MF, Herring WJ, Sharp AH, Kaminsky Z, Masone J, Khan FA, Delanoy M, Borchelt DR, Dawson VL, Dawson TM, Ross CA Truncated N-terminal fragments of huntingtin with expanded glutamine repeats form nuclear and cytoplasmic aggregates in cell culture. Cooper JK, Schilling G, Peters MF, Herring WJ, Sharp AH, Kaminsky Z, Masone J, Khan FA, Delanoy M, Borchelt DR, Dawson VL, Dawson TM, Ross CA Truncated N-terminal fragments of huntingtin with expanded glutamine repeats form nuclear and cytoplasmic aggregates in cell culture.
Hum. Mol. Genet 7 : 783-90 (1998). Hmm. Mol. Genet 7: 783-90 (1998).
David G, Abbas N, Stevanin G, Dürr A, Yvert G, Cancel G, Weber C, Imbert G, Saudou F, Antoniou E, Drabkin H, Gemmill R, Giunti P, Benomar A, Wood N, Ruberg M, Agid Y, Mandel JL and Brice A Cloning of the SCA7 gene reveals a highly unstable CAG repeat expansion. Nature Genet 17 : 65-70 (1997). David G, Abbas N, Stevanin G, Dürr A, Yvert G, Cancel G, Weber C, Imbert G, Saudou F, Antoniou E, Drabkin H, Gemmill R, Giunti P, Benomar A, Wood N, Ruberg M, Agid Y , Mandel JL and Brice A Cloning of the SCA7 gene reveals a highly unstable CAG repeat expansion. Nature Genet 17: 65-70 (1997).
Davies S-W, Turmaine M, Cozens B-A, DiFiglia M, Sharp A-H, Ross CA, Scherzinge E, Wanker E-E, Mangiarini L, Bates G-P Formation of neuronal intranuclear inclusions underlies the neurological dysfunction in mice transgenic for the HD mutation Cell 90 537-548 (1997). Davies SW, Turmaine M, Cozens BA, DiFiglia M, Sharp AH, Ross CA, Scherzinge E, Wanker EE, Mangiarini L, Bates GP Formation of neuronal intranuclear inclusions underlies the neurological dysfunction in mice transgenic for the HD mutation Cell 90 537-548 (1997).
. DiFiglia M, Sapp E, Chase KO, Davies SW, Bates GP, Vonsattel JP and Aronin N. Aggregation of in Neuronal Intranuclear Inclusions and Dystrophic Neurites in Brain. Science 277 . 1990-1993 (1997)
Driscoll M, Kaplan J. Mechanotransduction In C. elegans II (1997) pp645-677. Eds.: Riddle DL, Blumenthal T, Meyer BJ, Priess JR Cold Spring Harbor Laboratory Press . DiFiglia M, Sapp E, Chase KO, Davies SW, Bates GP, Vonsattel JP and Aronin N. Aggregation of in Neuronal Intranuclear Inclusions and Dystrophic Neurites in Brain. Science 277. 1990-1993 (1997)
Driscoll M, Kaplan J. Mechanotransduction In C. elegans II (1997) pp645-677. Eds .: Riddle DL, Blumenthal T, Meyer BJ, Priess JR Cold Spring Harbor Laboratory Press
<Desc/Clms Page number 29> <Desc / Clms Page number 29>
Faber PW, Alter JR, MacDonald ME, Hart AC Polyglutamine-mediated dysfunction and apoptotic death of a Caenorhabditis elegans sensory neuron Proc. Natl Acad Sci USA 96 : 179-84 (1999)
Goldberg YP, Nicholson DW, Rasper DM, Kalchman MA, Koide HB, Graham RK, Bromm M, Kazemi-Esfarjani P, Thornberry NA, Vaillancourt JP, and Hayden MR Cleavage of huntingtin by apopain, a proapoptotic cystéine protease, is modulated by the polyglutamine tract Nature Genet 3 442-449 (1996). Faber PW, Alter JR, MacDonald ME, Hart AC Polyglutamine-mediated dysfunction and apoptotic death of a Caenorhabditis elegans sensory neuron Proc. Natl Acad Sci USA 96: 179-84 (1999)
Goldberg YP, Nicholson DW, Rasper DM, Kalchman MA, Koide HB, Graham RK, Bromm M, Kazemi-Esfarjani P, Thornberry NA, Vaillancourt JP, and Hayden MR Cleavage of huntingtin by apopain, a proapoptotic cysteine protease, is modulated by the polyglutamine tract Nature Genet 3 442-449 (1996).
Gumienny TL, Lambie E, Hartwieg E, Horvitz HR, Hengartner MO Genetic control of programmed cell death in the Caenorhabditis elegans hermaphrodite germline Development (1999) Feb,126(5) 1011-22
Hamelin M, Scott IM, Way JC, Culotti JG The mec-7 beta-tubulin gene of Caenorhabditis elegans is expressed primarily in the touch receptor neurons EMBOJ(1992) Aug, 11(8) 2885-93. Gumienny TL, Lambie E, Hartwieg E, Horvitz HR, Hengartner MO Genetic control of programmed cell death in the Caenorhabditis elegans hermaphrodite germline Development (1999) Feb, 126 (5) 1011-22
Hamelin M, Scott IM, Way JC, Culotti JG The mec-7 beta-tubulin gene of Caenorhabditis elegans is expressed primarily in the touch receptor neurons EMBOJ (1992) Aug, 11 (8) 2885-93.
Hengartner, MO Cell Death. In C. elegans II (1997) pp383-415 Eds Riddle DL, Blumenthal T, Meyer BJ, Priess JR Cold Spring Harbor Laboratory Press. Hengartner, MO Cell Death. In C. elegans II (1997) pp383-415 Eds Riddle DL, Blumenthal T, Meyer BJ, Priess JR Cold Spring Harbor Laboratory Press.
Hodgson JG, Agopyan N, Gutekunst CA, Leavitt BR, LePiane F, Singaraja R, Smith DJ, Bissada N, McCutcheon K, Nasir J, Jamot L, Li XJ, Stevens ME, Rosemond E, Roder JC, Phillips AG, Rubin EM, Hersch SM, Hayden MR. A YAC mouse model for Huntington's disease with full-length mutant huntingtin, cytoplasmic toxicity, and selective striatal neurodegeneration Neuron 23 : 181-92 (1999). Hodgson JG, Agopyan N, Gutekunst CA, Leavitt BR, LePiane F, Singaraja R, Smith DJ, Bissada N, McCutcheon K, Nasir J, Jamot L, Li XJ, Stevens ME, Rosemond E, Roder JC, Phillips AG, Rubin EM , Hersch SM, Hayden MR. A YAC mouse model for Huntington's disease with full-length mutant huntingtin, cytoplasmic toxicity, and selective striatal neurodegeneration Neuron 23: 181-92 (1999).
Hollenbach B, Scherzinger E, Schweiger K, Lurz R, Lehrach H, Wanker EE. Aggregation of truncated GST-HD exon 1 fusion proteins containing normal range and expanded glutamine repeats Philos. Trans R. Soc Lond B. Biol Sci. 354 : 991-4 (1999)
Holmberg M, Duyckaerts C, Durr A, Cancel G, Gourfinkel-An I, Damier P, Faucheux B, Trottier Y, Hirsch EC, Agid Y, Brice A Spinocerebellar Hollenbach B, Scherzinger E, Schweiger K, Lurz R, Lehrach H, Wanker EE. Aggregation of truncated GST-HD exon 1 fusion proteins containing normal range and expanded glutamine repeats Philos. Trans R. Soc Lond B. Biol Sci. 354: 991-4 (1999)
Holmberg M, Duyckaerts C, Durr A, Cancel G, Gourfinkel-An I, Damier P, Faucheux B, Trottier Y, Hirsch EC, Agid Y, Brice A Spinocerebellar
<Desc/Clms Page number 30><Desc / Clms Page number 30>
ataxia type 7 (SCA7)- a neurodegenerative disorder with neuronal intranuclear inclusions. Hum. Mol. Genet. 7 . 913-8 (1998). ataxia type 7 (SCA7) - a neurodegenerative disorder with neuronal intranuclear inclusions. Hmm. Mol. Broom. 7. 913-8 (1998).
Hurlbert MS, Zhou W, Wasmeier C, Kaddis FG, Hutton JC, Freed CR Mice transgenic for an expanded CAG repeat in the Huntington's disease gene develop diabetes. Diabetes 48 : 649-51 (1999)
Igarashi S, Koide R, Shimohata T, Yamada M, Hayashi Y, Takano H, Date H, Oyake M, Sato T, Sato A, Egawa S, Ikeuchi T, Tanaka H, Nakano R, Tanaka K, Hozumi I, Inuzuka T, Takahashi H, Tsuji S. Suppression of aggregate formation and apoptosis by transglutaminase inhibitors in cells expressing truncated DRPLA protein with an expanded polyglutamine stretch Nature Genet. 18 . 111-7 (1998). Hurlbert MS, Zhou W, Wasmeier C, Kaddis FG, Hutton JC, Freed CR Mice transgenic for an expanded CAG repeat in the Huntington's disease gene develop diabetes. Diabetes 48: 649-51 (1999)
Igarashi S, Koide R, Shimohata T, Yamada M, Hayashi Y, Takano H, Date H, Oyake M, Sato T, Sato A, Egawa S, Ikeuchi T, Tanaka H, Nakano R, Tanaka K, Hozumi I, Inuzuka T , Takahashi H, Tsuji S. Suppression of aggregate formation and apoptosis by transglutaminase inhibitors in cells expressing truncated DRPLA protein with an expanded polyglutamine stretch Nature Genet. 18. 111-7 (1998).
Ikeuchi T, Takano H, Koide R, Horikawa Y, Honma Y, Onishi Y, Igarashi S, Tanaka H, Nakao N, Sahashi K, Tsukagoshi H, Inoue K, Takahashi H, Tsuji S Spinocerebellar ataxia type 6: CAG repeat expansion in alphalA voltage-dependent calcium channel gene and clinical variations in Japanese population. Ann. Neurol. 42 : 879-84 (1997). Ikeuchi T, Takano H, Koide R, Horikawa Y, Honma Y, Onishi Y, Igarashi S, Tanaka H, Nakao N, Sahashi K, Tsukagoshi H, Inoue K, Takahashi H, Tsuji S Spinocerebellar ataxia type 6: CAG repeat expansion in alphalA voltage-dependent calcium channel gene and clinical variations in Japanese population. Ann. Neurol. 42: 879-84 (1997).
Imbert G, Saudou F, Yvert G, Devys D, Trottier Y, Garnier JM, Weber C, Mandel JL, Cancel G, Abbas Nacer, Dürr A, Didierjean 0, Stevanin G, Agid Y and Brice A. Cloning of the gene for spinocerebellar ataxia 2 reveals a locus with high sensitivity to expanded CAG/glutamine repeats Nature Genet 14 . 285-291 (1996). Imbert G, Saudou F, Yvert G, Devys D, Trottier Y, Garnier JM, Weber C, Mandel JL, Cancel G, Abbas Nacer, Dürr A, Didierjean 0, Stevanin G, Agid Y and Brice A. Cloning of the gene for spinocerebellar ataxia 2 reveals a locus with high sensitivity to expanded CAG / glutamine repeats Nature Genet 14. 285-291 (1996).
Imbert G, Trottier Y, Beckmann J, Mandel J-L The Gene for TATA Binding Protein (TBP) That contains a Highly Polymorphic Protein Coding CAG Repeat Maps to 6q27. Genomics 21 . 667-668 (1994). Imbert G, Trottier Y, Beckmann J, Mandel J-L The Gene for TATA Binding Protein (TBP) That contains a Highly Polymorphic Protein Coding CAG Repeat Maps to 6q27. Genomics 21. 667-668 (1994).
Ishikawa K, Fujigasaki H, Saegusa H, Ohwada K, Fujita T, Iwamoto H, Komatsuzaki Y, Toru S, Toriyama H, Watanabe M, Ohkoshi N, Shoji S, Kanazawa I, Tanabe T, Mizusawa H. Abundant expression and cytoplasmic aggregations of [alpha] 1 A voltage-dependent calcium channel protein associated with neurodegeneration in spinocerebellar ataxia type 6. Hum. Ishikawa K, Fujigasaki H, Saegusa H, Ohwada K, Fujita T, Iwamoto H, Komatsuzaki Y, Toru S, Toriyama H, Watanabe M, Ohkoshi N, Shoji S, Kanazawa I, Tanabe T, Mizusawa H. Abundant expression and cytoplasmic aggregations of [alpha] 1 A voltage-dependent calcium channel protein associated with neurodegeneration in spinocerebellar ataxia type 6. Hum.
Mol Genet. 8 . 1185-93 (1999). Mol Genet. 8. 1185-93 (1999).
<Desc/Clms Page number 31> <Desc / Clms Page number 31>
Jackson GR, Salecker I, Dong X, Yao X, Arnheim N, Faber PW, MacDonald ME, Zipursky SL. Polyglutamine-expanded human huntingtin transgenes induce degeneration of Drosophila photoreceptor neurons. Jackson GR, Salecker I, Dong X, Yao X, Arnheim N, Faber PW, MacDonald ME, Zipursky SL. Polyglutamine-expanded human huntingtin transgenes induce degeneration of Drosophila photoreceptor neurons.
Neuron 21 :633-42 (1998). Neuron 21: 633-42 (1998).
. Jones AL The localization of interaction of huntingtin. Philos Trans R. . Jones AL The localization of interaction of huntingtin. Philos Trans R.
Soc Lond. B. Biol Sci. 354 : (1999) . Kahlem P, Terre C, Green H, Djian P. Peptides containing glutamine repeats as substrates for transglutaminase-catalyzed cross-linking- relevance to diseases of the nervous system. Proc. Natl. Acad Sci. USA 93 : 14580-5 (1996). Soc Lond. B. Biol Sci. 354: (1999). Kahlem P, Terre C, Green H, Djian P. Peptides containing glutamine repeats as substrates for transglutaminase-catalyzed cross-linking- relevance to diseases of the nervous system. Proc. Natl. Acad Sci. USA 93: 14580-5 (1996).
Kawaguchi Y, Okamoto T, Taniwaki M, Aizawa M, Inoue M, Katayama S, Kawakami H, Nakamura S, Nishimura M, Akiguchi I, et al. CAG expansions in a novel gene for Machado-Joseph disease at chromosome 14q32.1. Nature Genet. 8 : 221-8 (1994). Kawaguchi Y, Okamoto T, Taniwaki M, Aizawa M, Inoue M, Katayama S, Kawakami H, Nakamura S, Nishimura M, Akiguchi I, et al. CAG expansions in a novel gene for Machado-Joseph disease at chromosome 14q32.1. Nature Genet. 8: 221-8 (1994).
. Kazantsev A, Preisinger E, Dranovsky A, Goldgaber D, Housman D. . Kazantsev A, Preisinger E, Dranovsky A, Goldgaber D, Housman D.
Insoluble détergent-résistant aggregates form between pathological and non pathological lengths of polyglutamine in mammalian cells Proc. Natl. Acad. Insoluble detergent-resistant aggregates form between pathological and non pathological lengths of polyglutamine in mammalian cells Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 96: 11404-9 (1999). Sci. USA 96: 11404-9 (1999).
. Koide R, Ikeuchi T, Onodera 0, Tanaka H, Igarashi S, Endo K, Takahashi H, Kondo R, Ishikawa A, Hayashi T, et al Unstable expansion of CAG repeat in hereditary dentatorubral-pallidoluysian atrophy (DRPLA) Nature Genet. 6 : 9-13 (1994). . Koide R, Ikeuchi T, Onodera 0, Tanaka H, Igarashi S, Endo K, Takahashi H, Kondo R, Ishikawa A, Hayashi T, et al Unstable expansion of CAG repeat in hereditary dentatorubral-pallidoluysian atrophy (DRPLA) Nature Genet. 6: 9-13 (1994).
. Koshy BT, Zoghbi HY. The CAG/polyglutamine tract diseases: gene products and molecular pathogenesis. Brain Pathol. 7 . 927-42 (1997). . Koshy BT, Zoghbi HY. The CAG / polyglutamine tract diseases: gene products and molecular pathogenesis. Brain Pathol. 7. 927-42 (1997).
Kuemmerle S, Gutekunst CA, Klein AM, Li XJ, Li SH, Beal MF, Hersch SM, Ferrante RJ. Huntington aggregates may not predict neuronal death in Huntington's disease Ann. Neurol. 46 : 842-9 (1999) . La Spada et al. Ann Neurol 36,814-822 (1994). Kuemmerle S, Gutekunst CA, Klein AM, Li XJ, Li SH, Beal MF, Hersch SM, Ferrante RJ. Huntington aggregates may not predict neuronal death in Huntington's disease Ann. Neurol. 46: 842-9 (1999). La Spada et al. Ann Neurol 36,814-822 (1994).
<Desc/Clms Page number 32> <Desc / Clms Page number 32>
Li H, Li SH, Cheng AL, Mangiarini L, Bates GP, Li XJ Ultrastructural localization and progressive formation of neuropil aggregates in Huntington's disease transgenic mice. Hum. Mol. Genet 8 . 1227-36 (1999)
Li M, Miwa S, Kobayashi Y, Merry DE, Yamamoto M, TanakaF, Doyu M, Hashizume Y, Fischbeck KH, Sobue G Nuclear inclusions of the androgen receptor protein in spinal and bulbar muscular atrophy Ann. Neurol. 44 . Li H, Li SH, Cheng AL, Mangiarini L, Bates GP, Li XJ Ultrastructural localization and progressive formation of neuropil aggregates in Huntington's disease transgenic mice. Hmm. Mol. Genet 8. 1227-36 (1999)
Li M, Miwa S, Kobayashi Y, Merry DE, Yamamoto M, TanakaF, Doyu M, Hashizume Y, Fischbeck KH, Sobue G Nuclear inclusions of the androgen receptor protein in spinal and bulbar muscular atrophy Ann. Neurol. 44.
249-54 (1998, a). 249-54 (1998, a).
Li SH, Li XJ. Aggregation of N-terminal huntingtin is dependent on the length of its glutamine repeats. Hum Mol Genet (1998) Mag;7(5). 777-82. Li SH, Li XJ. Aggregation of N-terminal huntingtin is dependent on the length of its glutamine repeats. Hum Mol Genet (1998) Mag; 7 (5). 777-82.
Li XJ, Li SH, Sharp AH, Nucifora FC Jr, Schilling G, Lanahan A, Worley P, Snyder SH, Ross CA A huntingtin-associated protein enriched in brain with implications for pathology. Nature 378 : (1995, c). Li XJ, Li SH, Sharp AH, Nucifora FC Jr, Schilling G, Lanahan A, Worley P, Snyder SH, Ross CA A huntingtin-associated protein enriched in brain with implications for pathology. Nature 378: (1995, c).
. Lione LA, Carter RJ, Hunt MJ, Bates GP, Morton AJ, Dunnett SB. . Lione LA, Carter RJ, Hunt MJ, Bates GP, Morton AJ, Dunnett SB.
Selective discrimination learning impairments in mice expressing the human Huntington's disease mutation. JNeurosci (1999) Dec 1,19(23).10428-37. Selective discrimination learning impairments in mice expressing the human Huntington's disease mutation. JNeurosci (1999) Dec 1,19 (23). 10428-37.
Maat-Schieman ML, Dorsman JC, Smoor MA, Siesling S, Van Duinen SG, Verschuuren JJ, den Dunnen JT, Van Ommen GJ, Roos RA Distribution of inclusions in neuronal nuclei and dystrophic neurites in Huntington disease brain. JNeuropathol Exp Neurol (1999) Feb;58(2) 129- 37. Maat-Schieman ML, Dorsman JC, Smoor MA, Siesling S, Van Duinen SG, Verschuuren JJ, den Dunnen JT, Van Ommen GJ, Roos RA Distribution of inclusions in neuronal nuclei and dystrophic neurites in Huntington disease brain. JNeuropathol Exp Neurol (1999) Feb; 58 (2) 129- 37.
Mangiarini L, Sathasivam K, Seller M, Cozens B, Harper A, Hetherington C, Lawton M, Trottier Y, Lehrach H, Davies SW, Bates GP. Exon 1 of the HD gene with an expanded CAG repeat is sufficient to cause a progressive neurological phenotype in transgenic mice Cell 87 493-506 (1996). Mangiarini L, Sathasivam K, Seller M, Cozens B, Harper A, Hetherington C, Lawton M, Trottier Y, Lehrach H, Davies SW, Bates GP. Exon 1 of the HD gene with an expanded CAG repeat is sufficient to cause a progressive neurological phenotype in transgenic mice Cell 87 493-506 (1996).
. Marsh JL, Walker H, Theisen H, Zhu YZ, Fielder T, Purcell J, Thompson LM Expanded polyglutamine peptides alone are intrinsically cytotoxic and cause neurodegeneration in Drosophila. Hum Mol Genet (2000) Jan 1,9(1) 13-25. . Marsh JL, Walker H, Theisen H, Zhu YZ, Fielder T, Purcell J, Thompson LM Expanded polyglutamine peptides alone are intrinsically cytotoxic and cause neurodegeneration in Drosophila. Hum Mol Genet (2000) Jan 1.9 (1) 13-25.
Martindale D, Hackam A, Wieczorek A, Ellerby L, Wellington C, McCutcheon K, Singaraja R, Kazemi-Esfarjani P, Devon R, Kim SU, Martindale D, Hackam A, Wieczorek A, Ellerby L, Wellington C, McCutcheon K, Singaraja R, Kazemi-Esfarjani P, Devon R, Kim SU,
<Desc/Clms Page number 33><Desc / Clms Page number 33>
Bredesen DE, Tufaro F, Hayden MR. Length of huntingtin and its polyglutamine tract influences localization and frequency of intracellular aggregates. Nat Genet (1998) Feb; 18(2). 150-4. Bredesen DE, Tufaro F, Hayden MR. Length of huntingtin and its polyglutamine tract influences localization and frequency of intracellular aggregates. Nat Genet (1998) Feb; 18 (2). 150-4.
Metzler M, Helgason CD, Dragatsis I, Zhang T, Gan L, Pineault N, Zeitlin SO, Humphries RK, Hayden MR. Huntingtin is required for normal hematopoiesis. Hum Mol. Genet. 9 : 387-94 (2000). Metzler M, Helgason CD, Dragatsis I, Zhang T, Gan L, Pineault N, Zeitlin SO, Humphries RK, Hayden MR. Huntingtin is required for normal hematopoiesis. Hum Mol. Broom. 9: 387-94 (2000).
Ona VO, Li M, Vonsattel JP, Andrews LJ, Khan SQ, Chung WM, Frey AS, Menon AS, Li XJ, Stieg PE, Yuan J, Penney JB, Young AB, Cha JH, Friedlander RM Inhibition of caspase-1 slows disease progression in a mouse model of Huntington's disease. Nature 399 : (1993). Ona VO, Li M, Vonsattel JP, Andrews LJ, Khan SQ, Chung WM, Frey AS, Menon AS, Li XJ, Stieg PE, Yuan J, Penney JB, Young AB, Cha JH, Friedlander RM Inhibition of caspase-1 slows disease progression in a mouse model of Huntington's disease. Nature 399: (1993).
Ordway JM, Tallaksen-Greene S, Gutekunst CA, Bernstein EM, Cearley JA, Wiener HW, Dure LS 4th, Lindsey R, Hersch SM, Jope RS, Albin RL, Detloff PJ. Ectopically expressed CAG repeats cause intranuclear inclusions and a progressive late onset neurological phenotype in the mouse Cell 91 . Ordway JM, Tallaksen-Greene S, Gutekunst CA, Bernstein EM, Cearley JA, Wiener HW, Dure LS 4th, Lindsey R, Hersch SM, Jope RS, Albin RL, Detloff PJ. Ectopically expressed CAG repeats cause intranuclear inclusions and a progressive late onset neurological phenotype in the mouse Cell 91.
753-63 (1997). 753-63 (1997).
. Orr HT, Chung MY, Banfi S, Kwiatkowski TJ Jr, Servadio A, Beaudet AL, McCall AE, Duvick LA, Ranum LP, Zoghbi HY Expansion of an unstable trinucleotide CAG repeat in spinocerebellar ataxia type 1 Nature Genet 4 : 221-6 (1993) . Paulson HL, Perez MK, Trottier Y, Trojanowski JQ, Subramony SH, Das SS, Vig P, Mandel JL, Fischbeck KH and Pittman RN. Intranuclear Inclusions of Expanded Polyglutamine Protein in Spinocerebellar Ataxia Type 3. Neuron 19 : 333-344 (1997). . Orr HT, Chung MY, Banfi S, Kwiatkowski TJ Jr, Servadio A, Beaudet AL, McCall AE, Duvick LA, Ranum LP, Zoghbi HY Expansion of an unstable trinucleotide CAG repeat in spinocerebellar ataxia type 1 Nature Genet 4: 221-6 ( 1993). Paulson HL, Perez MK, Trottier Y, Trojanowski JQ, Subramony SH, Das SS, Vig P, Mandel JL, Fischbeck KH and Pittman RN. Intranuclear Inclusions of Expanded Polyglutamine Protein in Spinocerebellar Ataxia Type 3. Neuron 19: 333-344 (1997).
Perutz MF, Johnson T, Suzuki M, Finch JT. Glutamine repeats as polar zippers their possible role in inherited neurodegenerative diseases. Proc Natl. Acad Sci. USA 91 : 5355-8 (1994). Perutz MF, Johnson T, Suzuki M, Finch JT. Glutamine repeats as polar zippers their possible role in inherited neurodegenerative diseases. Proc Natl. Acad Sci. USA 91: 5355-8 (1994).
. Ranen NG, Stine OC, Abbott MH, Sherr M, Codori AM, Franz ML, Chao NI, Chung AS, Pleasant N, Callahan C, et al. Anticipation and instability of IT-15 (CAG)n repeats in parent-offspring pairs with Huntington disease Am J Hum Genet 57 : 593-602 (1995) . Ranen NG, Stine OC, Abbott MH, Sherr M, Codori AM, Franz ML, Chao NI, Chung AS, Pleasant N, Callahan C, et al. Anticipation and instability of IT-15 (CAG) n repeats in parent-offspring pairs with Huntington disease Am J Hum Genet 57: 593-602 (1995)
<Desc/Clms Page number 34><Desc / Clms Page number 34>
. Reddy PH, Charles V, Williams M, Miller G, Whetsell WO Jr, Tagle DA Transgenic mice expressing mutated full-length HD cDNA. a paradigm for locomotor changes and selective neuronal loss in Huntington's disease Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci 354 : 1035-45 (1999). . Reddy PH, Charles V, Williams M, Miller G, Whetsell WO Jr, Tagle DA Transgenic mice expressing mutated full-length HD cDNA. a paradigm for locomotor changes and selective neuronal loss in Huntington's disease Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci 354: 1035-45 (1999).
. Ross CA, Wood JD, Schilling G, Peters MF, Nucifora FC Jr, Cooper JK, Sharp AH, Margolis RL, Borchelt DR. Polyglutamine pathogenesis Philos. . Ross CA, Wood JD, Schilling G, Peters MF, Nucifora FC Jr, Cooper JK, Sharp AH, Margolis RL, Borchelt DR. Polyglutamine pathogenesis Philos.
Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 354 . 1005-11 (1999). Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 354. 1005-11 (1999).
. Sapp E, Penney J, Young A, Aronin N, Vonsattel JP, DiFiglia M Axonal transport of N-terminal huntingtin suggests early pathology of corticostriatal projections in Huntington disease. J Neuropathol Exp Neurol (1999) Feb,58(2):165-73
Sathasivam K, Hobbs C, Mangiarini L, Mahal A, Turmaine M, Doherty P, Davies SW, Bates GP. Transgenic models of Huntington's disease. Philos. . Sapp E, Penney J, Young A, Aronin N, Vonsattel JP, DiFiglia M Axonal transport of N-terminal huntingtin suggests early pathology of corticostriatal projections in Huntington disease. J Neuropathol Exp Neurol (1999) Feb, 58 (2): 165-73
Sathasivam K, Hobbs C, Mangiarini L, Mahal A, Turmaine M, Doherty P, Davies SW, Bates GP. Transgenic models of Huntington's disease. Philos.
Trans. R Soc. Lond B. Biol. Sci. 354 : 963-9 (1999). Trans. R Soc. Lond B. Biol. Sci. 354: 963-9 (1999).
Sathasivam K, Hobbs C, Turmaine M, Mangiarini L, Mahal A, Bertaux F, Wanker EE, Doherty P, Davies SW, Bates GP Formation of polyglutamine inclusions in non-CNS tissue. Hum. Mol. Genet. 8 813-22 (1999). Sathasivam K, Hobbs C, Turmaine M, Mangiarini L, Mahal A, Bertaux F, Wanker EE, Doherty P, Davies SW, Bates GP Formation of polyglutamine inclusions in non-CNS tissue. Hmm. Mol. Broom. 8 813-22 (1999).
. Saudou F, Finkbeiner S, Devys D, Greenberg ME. Huntingtin acts in the nucleus to induce apoptosis but death does not correlate with the formation of intranuclear inclusions. Cell 95 : (1998) . Scherzinger E, Lurz R, Turmaine M, Mangiarini L, Hollenbach B, Hasenbank R, Bates GP, Davies SW, Lehrach H, Wanker EE Huntingtinencoded polyglutamine expansions form amyloid-like protein aggregates in vitro and in vivo. Cell 90 . 549-58 (1997) . Saudou F, Finkbeiner S, Devys D, Greenberg ME. Huntingtin acts in the nucleus to induce apoptosis but death does not correlate with the formation of intranuclear inclusions. Cell 95: (1998). Scherzinger E, Lurz R, Turmaine M, Mangiarini L, Hollenbach B, Hasenbank R, Bates GP, Davies SW, Lehrach H, Wanker EE Huntingtinencoded polyglutamine expansions form amyloid-like protein aggregates in vitro and in vivo. Cell 90. 549-58 (1997)
<Desc/Clms Page number 35><Desc / Clms Page number 35>
. Scherzinger E, Sittler A, Schweiger K, Heiser V, Lurz R, Hasenbank R, Bates GP, Lehrach H, Wanker EE Self-assembly of polyglutaminecontaining huntingtin fragments into amyloid-like fibrils: implications for Huntington's disease pathology. Proc. Natl. Acad Sci. USA 96 :
4604-9(1999)
Sittler A, Walter S, Wedemeyer N, Hasenbank R, Scherzinger E, Eickhoff H, Bates GP, Lehrach H, Wanker EE. SH3GL3 associates with the Huntingtin exon 1 protein and promotes the formation of polygln-containing protein aggregates Mol. Cell 2 : 427-36 (1998)
Skinner PJ, Koshy BT, Cummings CJ, Klement IA, Helin K, Servadio A, Zoghbi HY, Orr HT. Ataxin-1 with an expanded glutamine tract alters nuclear matrix-associated structures. Nature 389 . 971-4 (1997) Published erratum appears in Nature 391 : (1998). . Scherzinger E, Sittler A, Schweiger K, Heiser V, Lurz R, Hasenbank R, Bates GP, Lehrach H, Wanker EE Self-assembly of polyglutaminecontaining huntingtin fragments into amyloid-like fibrils: implications for Huntington's disease pathology. Proc. Natl. Acad Sci. USA 96:
4604-9 (1999)
Sittler A, Walter S, Wedemeyer N, Hasenbank R, Scherzinger E, Eickhoff H, Bates GP, Lehrach H, Wanker EE. SH3GL3 associates with the Huntingtin exon 1 protein and promotes the formation of polygln-containing protein aggregates Mol. Cell 2: 427-36 (1998)
Skinner PJ, Koshy BT, Cummings CJ, Klement IA, Helin K, Servadio A, Zoghbi HY, Orr HT. Ataxin-1 with an expanded glutamine tract alters nuclear matrix-associated structures. Nature 389. 971-4 (1997) Published erratum appears in Nature 391: (1998).
The Huntington's Disease Collaborative Research Group. A novel gene containing a trinucleotide repeat that is expanded and unstable on Huntington's disease chromosomes. Cell 72 . 971-983 (1993). The Huntington's Disease Collaborative Research Group. A novel gene containing a trinucleotide repeat that is expanded and unstable on Huntington's disease chromosomes. Cell 72. 971-983 (1993).
Trottier Y, Lutz Y, Stevanin G, Imbert G, Devys D, Cancel G, Saudou F, Weber C, David G, Tora L, Agid Y, Brice A, Mandel J-L. Polyglutamine expansion as a epitope in Huntington's disease and four dominant cerebellar ataxias Nature 378 : 403-406 (1995). Trottier Y, Lutz Y, Stevanin G, Imbert G, Devys D, Cancel G, Saudou F, Weber C, David G, Tora L, Agid Y, Brice A, Mandel J-L. Polyglutamine expansion as a epitope in Huntington's disease and four dominant cerebellar ataxias Nature 378: 403-406 (1995).
Usdin MT, Shelbourne PF, Myers RM, Madison DV. Impaired synaptic plasticity in mice carrying the Huntington's disease mutation Hum Mol Genêt (1999) May;8(5) 839-46. Usdin MT, Shelbourne PF, Myers RM, Madison DV. Impaired synaptic plasticity in mice carrying the Huntington's disease mutation Hum Mol Genêt (1999) May; 8 (5) 839-46.
. Velier J, Kim M, Schwarz C, Kim TW, Sapp E, Chase K, Aronin N, DiFiglia M Wild-type and mutant huntingtins function in vesicle trafficking in the secretory and endocytic pathways Exp Neurol (1998) Jul,152(l) 34- 40. . Velier J, Kim M, Schwarz C, Kim TW, Sapp E, Chase K, Aronin N, DiFiglia M Wild-type and mutant huntingtins function in vesicle trafficking in the secretory and endocytic pathways Exp Neurol (1998) Jul, 152 (l) 34-40.
Wanker EE, Scherzinger E, Heiser V, Sittler A, Eickhoff H, Lehrach H. Wanker EE, Scherzinger E, Heiser V, Sittler A, Eickhoff H, Lehrach H.
Membrane filter assay for detection of amyloid-like polyglutaminecontaining protein aggregates. Methods Enzymol 309 : 375-86 (1999). Membrane filter assay for detection of amyloid-like polyglutaminecontaining protein aggregates. Methods Enzymol 309: 375-86 (1999).
<Desc/Clms Page number 36> <Desc / Clms Page number 36>
. Warrick JM, Chan HY, Gray-Board GL, Chai Y, Paulson HL, Bonini NM Suppression of polyglutamine-mediated neurodegeneration in Drosophila by the molecular chaperone HSP70. Nature Genet 23 425-8 (1999). . Warrick JM, Chan HY, Gray-Board GL, Chai Y, Paulson HL, Bonini NM Suppression of polyglutamine-mediated neurodegeneration in Drosophila by the molecular chaperone HSP70. Nature Genet 23 425-8 (1999).
. Warrick JM, Paulson HL, Gray-Board GL, Bui QT, Fischbeck KH, Pittman RN, Bonini NM. Expanded polyglutamine protein forms nuclear inclusions and causes neural degeneration in Drosophila. Cell (1998) Jun 12;93(6):939-49. . Warrick JM, Paulson HL, Gray-Board GL, Bui QT, Fischbeck KH, Pittman RN, Bonini NM. Expanded polyglutamine protein forms nuclear inclusions and causes neural degeneration in Drosophila. Cell (1998) Jun 12; 93 (6): 939-49.
. Zeitlin S, Liu JP, Chapman DL, Papaioannou VE, Efstratiadis A Increased apoptosis and early embryonic lethality in mice nullizygous for the Huntington's disease gene homologue Nature Genet 11 : 155-63 (1995). Zeitlin S, Liu JP, Chapman DL, Papaioannou VE, Efstratiadis A Increased apoptosis and early embryonic lethality in mice nullizygous for the Huntington's disease gene homologe Nature Genet 11: 155-63 (1995)
Claims (26)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0006353A FR2808968A1 (en) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | New transgenic nematode with dysfunctional neuronal phenotype, useful for identifying therapeutic targets associated with polyglutamine expansion diseases |
PCT/FR2001/001532 WO2001088115A1 (en) | 2000-05-18 | 2001-05-18 | Transgenic caenorhabditis elegans model exhibiting a neuronal dysfunction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0006353A FR2808968A1 (en) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | New transgenic nematode with dysfunctional neuronal phenotype, useful for identifying therapeutic targets associated with polyglutamine expansion diseases |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2808968A1 true FR2808968A1 (en) | 2001-11-23 |
Family
ID=8850364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR0006353A Pending FR2808968A1 (en) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | New transgenic nematode with dysfunctional neuronal phenotype, useful for identifying therapeutic targets associated with polyglutamine expansion diseases |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2808968A1 (en) |
WO (1) | WO2001088115A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2840320B1 (en) * | 2002-05-30 | 2007-07-20 | Centre Nat Rech Scient | XENOPE TRANSGENIC EMBRYOS AND USES THEREOF FOR THE DETECTION OF ENDOCRINE DISRUPTORS AND METHODS THEREOF |
-
2000
- 2000-05-18 FR FR0006353A patent/FR2808968A1/en active Pending
-
2001
- 2001-05-18 WO PCT/FR2001/001532 patent/WO2001088115A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
FABER P W ET AL: "POLYGLUTAMINE-MEDIATED DYSFUNCTION AND APOPTOTIC DEATH OF A CAENORHABDITIS ELEGANS SENSORY NEURON", PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF USA,NATIONAL ACADEMY OF SCIENCE. WASHINGTON,US, vol. 96, January 1999 (1999-01-01), pages 179 - 184, XP000990863, ISSN: 0027-8424 * |
NERI, C. ET AL.: "A C. elegans model of neuron dysfunction in polyglutamine expansion diseases : suggestive evidence for polygluatamine-dependent intracellular aggregation and touch receptor neuron dysfunction", EUROPEAN WORM MEETING, August 1998 (1998-08-01), hinxton ux, pages 43, XP002166989 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2001088115A1 (en) | 2001-11-22 |
WO2001088115B1 (en) | 2002-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Alexandru et al. | Selective hippocampal neurodegeneration in transgenic mice expressing small amounts of truncated Aβ is induced by pyroglutamate–Aβ formation | |
Southwell et al. | An enhanced Q175 knock-in mouse model of Huntington disease with higher mutant huntingtin levels and accelerated disease phenotypes | |
Tanaka et al. | Targeted disruption of mouse conventional kinesin heavy chain kif5B, results in abnormal perinuclear clustering of mitochondria | |
Zilka et al. | Truncated tau from sporadic Alzheimer’s disease suffices to drive neurofibrillary degeneration in vivo | |
Hübener et al. | N-terminal ataxin-3 causes neurological symptoms with inclusions, endoplasmic reticulum stress and ribosomal dislocation | |
Suo et al. | GRK5 deficiency leads to early Alzheimer-like pathology and working memory impairment | |
JP2007534323A (en) | Transgenic model of Alzheimer's disease and its use in the treatment of various neurodegenerative diseases | |
JP2002507898A (en) | Apolipoprotein E transgenic animals and methods of analysis | |
Sifuentes-Dominguez et al. | SCGN deficiency results in colitis susceptibility | |
Koss et al. | Age-dependent changes in hippocampal synaptic transmission and plasticity in the PLB1 Triple Alzheimer mouse | |
WO2011140997A1 (en) | Transgenic drosophila model of alzheimer's disease and use thereof in drug screening | |
Shi et al. | Preventing formation of reticulon 3 immunoreactive dystrophic neurites improves cognitive function in mice | |
JP4824902B2 (en) | Double transgenic animals with Alzheimer's disease | |
FR2808968A1 (en) | New transgenic nematode with dysfunctional neuronal phenotype, useful for identifying therapeutic targets associated with polyglutamine expansion diseases | |
Hanna et al. | Amyloid β and impairment in multiple memory systems in older transgenic APP TgCRND8 mice | |
WO2005041649A1 (en) | Transgenic nonhuman mammal | |
Hock et al. | Pathology associated memory deficits in Swedish mutant genome-based amyloid precursor protein transgenic mice | |
CA2523888A1 (en) | Transgenic rat and the use thereof in the animal model for human huntingdon's disease and nuclear constructs, vectors and cells for the production thereof | |
CA2540622C (en) | Transgenic animals with serious disorders related to alzheimer's disease | |
Kow et al. | Sut-6/NIPP1 modulates tau toxicity | |
Sawada et al. | Characterization of neuron-specific huntingtin aggregates in human huntingtin knock-in mice | |
US8993833B2 (en) | Model of Alzheimer's Disease | |
FR2824478A1 (en) | NEW USE OF NCS-1 (NEURON SPECIFIC CALCIUM SENSOR-1) FOR THE TREATMENT OF CNS DISORDERS AND THE DEVELOPMENT OF THERAPEUTIC AGENTS | |
Waldherr et al. | Endoplasmic reticulum unfolded protein response transcriptional targets of XBP-1s mediate rescue from tauopathy | |
US20040048237A1 (en) | Mammalian prion proteins and transgenic mice expressing them |