Creation date in repository: 2019-09-26

Abstract: Light transduction to an electrical signal at photoreceptor cells of the retina constitutes the first step in vision. Gene mutations causing functional defects at this level lead to blindness. Mutations in RD3, a protein required for the stability and trafficking of retinal guanylate cyclase that synthesizes cGMP, the key signaling molecule in phototransduction, are linked to severe forms of blindness. It is not yet clear how mutations in RD3 compromise the protein function and photoreceptor cell physiology, leading to retinal degeneration. Controversial results from different laboratories have made the subcellular localization of RD3 a key unresolved question. We here have assessed RD3 subcellular localization in rods by making transient transgenic mice that express RD3.V5 in rod photoreceptors of rd3 mice, a naturally-occurring mouse model of RD3 loss of function. By using antibodies to the V5 tag, we show that RD3 localizes mainly to the inner segment compartment of rods, and is largely excluded from the outer segment. Importantly, its expression restores normal RetGC expression and trafficking to the outer segment. Expression of transgenic K87E/RD3.V5, a mutant that leads to retinitis pigmentosa, reveals that mutant RD3 distributes as the control protein, but fails to fully rescue RetGC trafficking to the outer segment. In K87E/RD3.V5 transfected cells, a fraction of RetGC miss localizes at the cell proximal compartments. Therefore we conclude that the retinitis pigmentosa-causative mutation K87E leads to an intermediate phenotype between complete loss-of-function mutations linked to LCA12, and the wild type protein in a physiological context. Our results explain the mild phenotype of K87E mutation, linked to RP and not to LCA, at the time that emphasize the toxicity of RetGC miss localization to proximal compartments. La transducció de llum a un senyal elèctric en les cèl·lules fotoreceptores de la retina constitueix el primer pas en la visió. Les mutacions genètiques que causen defectes funcionals a aquest nivell condueixen a ceguesa. Les mutacions en RD3, una proteïna requerida per a l'estabilitat i el trànsit de la guanilat ciclasa retinal (RetGC) que sintetitza cGMP, la molècula de senyalització clau en la fototransducción, estan relacionades amb formes greus de ceguesa. Encara no està clar com les mutacions en RD3 comprometen la funció de la proteïna i la fisiologia de les cèl·lules fotoreceptores, el que porta a la degeneració de la retina. Els resultats controvertits de diferents laboratoris han fet de la localització subcel·lular de RD3 una pregunta clau no resolta. Aquí hem avaluat la localització subcel·lular de RD3 en bastons fent ratolins transgènics transitoris que expressen RD3.V5 en fotoreceptors de ratolins RD3, un model de ratolí de pèrdua de funció RD3 natural. Mitjançant l'ús d'anticossos contra el epítop V5, vam mostrar que RD3 es localitza principalment en el compartiment del segment intern dels bastons, i s'exclou en gran mesura del segment extern. És important destacar que la seva expressió restaura l'expressió normal de RetGC i el trànsit al segment extern. L'expressió de K87E/RD3.V5 transgènic, un mutant que condueix a la retinitis pigmentosa, revela que el RD3 mutant es distribueix com la proteïna control, però no rescata completament el trànsit de RetGC cap al segment extern. En les cèl·lules transfectades amb K87E / RD3.V5, un fracció de la pèrdua RetGC es localitza en els compartiments proximals de la cèl·lula. Per tant, concloem que la mutació causant de retinitis pigmentosa K87E condueix a un fenotip intermedi entre mutacions completes de pèrdua de funció vinculades a LCA12 i la proteïna de tipus salvatge en un context fisiològic. Els nostres resultats expliquen el fenotip lleu de la mutació K87E, vinculada a RP i no a LCA, en el moment que emfatitzen la toxicitat de la localització de RetGC en els compartiments proximals.

Subject: Ciències de la salut

Language: en

Work's codirector: Méndez Zunzunegui, Ana

Subject areas: Ciencias de la salud Health sciences Ciències de la salut

Department: Bioquímica i Biotecnologia

Student: Soler Boronat, Alba

Academic year: 2018-2019

Title in different languages: Localización subcelular de la proteína causante de ceguera RD3 evaluada mediante un enfoque genético Subcellular localization of blindness-causative protein RD3 assessed by a genetic approach Localització subcel·lular de proteïna causant ceguera RD3 avaluada mitjançant un aproximament genètic

Work's public defense date: 2019-09-12

Access rights: info:eu-repo/semantics/openAccess

Keywords: células fotoreceptoras, fototransducción, degeneración retiniana photoreceptor cells, phototransduction, retinal degeneration 3 cèl·lules fotoreceptores, fototransducció; degeneració retiniana 3; guanilat ciclasa retiniana

Confidenciality: No

TFG credits: 9

Title in original language: Subcellular localization of blindness-causative protein RD3 assessed by a genetic approach

Project director: Ugarte Chicote, Javier

Education area(s): Biotecnologia

Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)