Altman, Topaz ORCID: 0000-0003-3075-894X, Ionescu, Ariel, Ibraheem, Amjad, Priesmann, Dominik, Gradus-Pery, Tal, Farberov, Luba, Alexandra, Gayster, Shelestovich, Natalia, Dafinca, Ruxandra ORCID: 0000-0003-0776-6431, Shomron, Noam, Rage, Florence, Talbot, Kevin, Ward, Michael E., Dori, Amir ORCID: 0000-0003-4633-1481, Kruger, Marcus and Perlson, Eran (2021). Axonal TDP-43 condensates drive neuromuscular junction disruption through inhibition of local synthesis of nuclear encoded mitochondrial proteins. Nat. Commun., 12 (1). BERLIN: NATURE PORTFOLIO. ISSN 2041-1723
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Mislocalization of the predominantly nuclear RNA/DNA binding protein, TDP-43, occurs in motor neurons of similar to 95% of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) patients, but the contribution of axonal TDP-43 to this neurodegenerative disease is unclear. Here, we show TDP-43 accumulation in intra-muscular nerves from ALS patients and in axons of human iPSC-derived motor neurons of ALS patient, as well as in motor neurons and neuromuscular junctions (NMJs) of a TDP-43 mislocalization mouse model. In axons, TDP-43 is hyperphosphorylated and promotes G3BP1-positive ribonucleoprotein (RNP) condensate assembly, consequently inhibiting local protein synthesis in distal axons and NMJs. Specifically, the axonal and synaptic levels of nuclear-encoded mitochondrial proteins are reduced. Clearance of axonal TDP-43 or dissociation of G3BP1 condensates restored local translation and resolved TDP-43-derived toxicity in both axons and NMJs. These findings support an axonal gain of function of TDP-43 in ALS, which can be targeted for therapeutic development.
Item Type: | Journal Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Creators: |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:38-597069 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1038/s41467-021-27221-8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Nat. Commun. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Number: | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date: | 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | NATURE PORTFOLIO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Place of Publication: | BERLIN | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2041-1723 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | English | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Faculty: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Divisions: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Subjects: | no entry | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Uncontrolled Keywords: |
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URI: | http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/59706 |
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