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Proteasome subunit PSMC3 variants cause neurosensory syndrome combining deafness and cataract due to proteotoxic stress.
Kröll-Hermi, Ariane; Ebstein, Frédéric; Stoetzel, Corinne; Geoffroy, Véronique; Schaefer, Elise; Scheidecker, Sophie; Bär, Séverine; Takamiya, Masanari; Kawakami, Koichi; Zieba, Barbara A; Studer, Fouzia; Pelletier, Valerie; Eyermann, Carine; Speeg-Schatz, Claude; Laugel, Vincent; Lipsker, Dan; Sandron, Florian; McGinn, Steven; Boland, Anne; Deleuze, Jean-François; Kuhn, Lauriane; Chicher, Johana; Hammann, Philippe; Friant, Sylvie; Etard, Christelle; Krüger, Elke; Muller, Jean; Strähle, Uwe; Dollfus, Hélène.
Affiliation
  • Kröll-Hermi A; Laboratoire de Génétique Médicale, INSERM, UMRS_1112, Institut de Génétique Médicale d'Alsace (IGMA), Université de Strasbourg, Faculté de médecine de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Ebstein F; Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institut für Biologische und Chemische Systeme (IBCS, BIP), Eggenstein-Leopoldshafen, Germany.
  • Stoetzel C; Institut für Medizinische Biochemie und Molekularbiologie (IMBM), Universitätsmedizin Greifswald, Greifswald, Germany.
  • Geoffroy V; Laboratoire de Génétique Médicale, INSERM, UMRS_1112, Institut de Génétique Médicale d'Alsace (IGMA), Université de Strasbourg, Faculté de médecine de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Schaefer E; Laboratoire de Génétique Médicale, INSERM, UMRS_1112, Institut de Génétique Médicale d'Alsace (IGMA), Université de Strasbourg, Faculté de médecine de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Scheidecker S; Laboratoire de Génétique Médicale, INSERM, UMRS_1112, Institut de Génétique Médicale d'Alsace (IGMA), Université de Strasbourg, Faculté de médecine de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Bär S; Service de Génétique Médicale, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Takamiya M; Laboratoire de Génétique Médicale, INSERM, UMRS_1112, Institut de Génétique Médicale d'Alsace (IGMA), Université de Strasbourg, Faculté de médecine de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Kawakami K; Laboratoires de Diagnostic Génétique, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Zieba BA; Laboratoire de Génétique Moléculaire, Génomique, Microbiologie (GMGM), UMR7156, Centre National de Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Studer F; Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institut für Biologische und Chemische Systeme (IBCS, BIP), Eggenstein-Leopoldshafen, Germany.
  • Pelletier V; Laboratory of Molecular and Developmental Biology, National Institute of Genetics, Mishima, Japan.
  • Eyermann C; Department of Genetics, SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies), Mishima, Japan.
  • Speeg-Schatz C; Institut für Medizinische Biochemie und Molekularbiologie (IMBM), Universitätsmedizin Greifswald, Greifswald, Germany.
  • Laugel V; Filière SENSGENE, Centre de Référence pour les affections rares en génétique ophtalmologique, CARGO, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Lipsker D; Service de Génétique Médicale, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Sandron F; Filière SENSGENE, Centre de Référence pour les affections rares en génétique ophtalmologique, CARGO, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • McGinn S; Service de chirurgie ORL, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Boland A; Department of Ophthalmology, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Deleuze JF; Laboratoire de Génétique Médicale, INSERM, UMRS_1112, Institut de Génétique Médicale d'Alsace (IGMA), Université de Strasbourg, Faculté de médecine de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Kuhn L; Service de Pédiatrie, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France.
  • Chicher J; Faculté de Médecine, Hôpitaux Universitaires, Université de Strasbourg et Clinique Dermatologique, Strasbourg, France.
  • Hammann P; Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), Institut de Biologie François Jacob, CEA, Université Paris-Saclay, Evry, France.
  • Friant S; Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), Institut de Biologie François Jacob, CEA, Université Paris-Saclay, Evry, France.
  • Etard C; Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), Institut de Biologie François Jacob, CEA, Université Paris-Saclay, Evry, France.
  • Krüger E; Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), Institut de Biologie François Jacob, CEA, Université Paris-Saclay, Evry, France.
  • Muller J; Centre d'études du polymorphisme humain-Fondation Jean Dausset, Paris, France.
  • Strähle U; CNRS FRC1589, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IBMC), Plateforme Protéomique Strasbourg-Esplanade, Strasbourg, France.
  • Dollfus H; CNRS FRC1589, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IBMC), Plateforme Protéomique Strasbourg-Esplanade, Strasbourg, France.
EMBO Mol Med ; 12(7): e11861, 2020 07 07.
Article in En | MEDLINE | ID: mdl-32500975
ABSTRACT
The ubiquitin-proteasome system degrades ubiquitin-modified proteins to maintain protein homeostasis and to control signalling. Whole-genome sequencing of patients with severe deafness and early-onset cataracts as part of a neurological, sensorial and cutaneous novel syndrome identified a unique deep intronic homozygous variant in the PSMC3 gene, encoding the proteasome ATPase subunit Rpt5, which lead to the transcription of a cryptic exon. The proteasome content and activity in patient's fibroblasts was however unaffected. Nevertheless, patient's cells exhibited impaired protein homeostasis characterized by accumulation of ubiquitinated proteins suggesting severe proteotoxic stress. Indeed, the TCF11/Nrf1 transcriptional pathway allowing proteasome recovery after proteasome inhibition is permanently activated in the patient's fibroblasts. Upon chemical proteasome inhibition, this pathway was however impaired in patient's cells, which were unable to compensate for proteotoxic stress although a higher proteasome content and activity. Zebrafish modelling for knockout in PSMC3 remarkably reproduced the human phenotype with inner ear development anomalies as well as cataracts, suggesting that Rpt5 plays a major role in inner ear, lens and central nervous system development.
Subject(s)
Key words

Full text: 1 Collection: 01-internacional Database: MEDLINE Main subject: Stress, Physiological / Cataract / Zebrafish Proteins / Deafness / Proteasome Endopeptidase Complex / Proteolysis / ATPases Associated with Diverse Cellular Activities / Mutation Type of study: Prognostic_studies Limits: Adolescent / Animals / Child / Child, preschool / Female / Humans / Infant / Male Language: En Journal: EMBO Mol Med Journal subject: BIOLOGIA MOLECULAR Year: 2020 Document type: Article Affiliation country: France

Full text: 1 Collection: 01-internacional Database: MEDLINE Main subject: Stress, Physiological / Cataract / Zebrafish Proteins / Deafness / Proteasome Endopeptidase Complex / Proteolysis / ATPases Associated with Diverse Cellular Activities / Mutation Type of study: Prognostic_studies Limits: Adolescent / Animals / Child / Child, preschool / Female / Humans / Infant / Male Language: En Journal: EMBO Mol Med Journal subject: BIOLOGIA MOLECULAR Year: 2020 Document type: Article Affiliation country: France