Search for the causes of MTMR9 protein mutants pathogenesis

Abstract

Mutations that disrupt lipid phosphatases in the myotubularin protein family are the underlying cause of several human pathologies, including X-linked myotubular myopathy and Charcot-Marie-Tooth neuropathies. Catalytically active myotubularins dephosphorylate phosphoinositides, which are crucial lipids for membrane trafficking and cellular signaling. This protein family also includes enzymatically dysfunctional members, such as myotubularin-related protein 9 (MTMR9), which primarily regulate the localization, stability, and catalytic activity of their active counterparts. Recently, three pathogenic MTMR9 mutations causing neurodevelopmental disorders have been identified, yet they remain completely unexplored. Therefore, we aimed to characterize these three disease-associated MTMR9 forms (R114L, N472I, and R533Δ). To investigate their modes of pathogenicity, we established stable expression cell lines that enabled us to evaluate their steady-state stability and turnover in cycloheximide-based assays, as well as their capacity to regulate their active catalytic partner, MTMR6. The automated workflow we developed then allowed us to observe the effect of individual mutant forms on the movement of MTMR9-positive vesicles during early secretion. Our findings revealed that a disease-related mutation in...

Mutace, které narušují funkci lipidických fosfatáz z proteinové rodiny myotubularinů, jsou příčinou řady lidských patologií, včetně myotubulární myopatie vázané na chromozom X a neuropatií typu Charcot-Marie-Tooth. Katalyticky aktivní myotubulariny zajišťují defosforylaci fosfoinositidů, což jsou lipidy s velkým významem pro membránový transport a buněčnou signalizaci. Tato proteinová rodina obsahuje navíc i členy enzymaticky nefunkční, jako je například myotubularinu příbuzný protein 9 (MTMR9), jejichž hlavní funkcí je kontrolovat lokalizaci, stabilitu a katalytickou aktivitu svých aktivních protějšků. V posledních letech byly identifikovány tři patogenní mutace genu MTMR9 způsobující poruchy neurologického vývoje, které ale nebyly doposud blíže prozkoumány. V naší práci jsme se proto rozhodli tyto tři mutace (R114L, N472I a R533Δ) prostudovat. Abychom zjistili mechanismy jejich patogenezity, vytvořili jsme stabilní buněčné linie umožňující nám otestovat jejich stabilitu, jakožto i celkový buněčný obrat v experimentech založených na použití cykloheximidu. Ty samé buněčné linie byly následně použity i pro ověření, zda mutantní varianty mají zachovanou schopnost regulovat svého aktivního vazebného partnera MTMR6. Díky automatizovanému pracovnímu postupu jsme také mohli sledovat vliv exprese...