1. Defects in t6A tRNA modification due to GON7 and YRDC mutations lead to Galloway-Mowat syndrome
- Author
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Arrondel, Christelle, Missoury, Sophia, Snoek, Rozemarijn, Patat, Julie, Menara, Giulia, Collinet, Bruno, Liger, Dominique, Durand, Dominique, Gribouval, Olivier, Boyer, Olivia, Buscara, Laurine, Martin, Gaëlle, Machuca, Eduardo, Nevo, Fabien, Lescop, Ewen, Braun, Daniela A., Boschat, Anne-Claire, Sanquer, Sylvia, Guerrera, Ida Chiara, Revy, Patrick, Parisot, Mélanie, Masson, Cécile, Boddaert, Nathalie, Charbit, Marina, Decramer, Stéphane, Novo, Robert, Macher, Marie-Alice, Ranchin, Bruno, Bacchetta, Justine, Laurent, Audrey, Collardeau-Frachon, Sophie, van Eerde, Albertien M., Hildebrandt, Friedhelm, Magen, Daniella, Antignac, Corinne, van Tilbeurgh, Herman, Mollet, Géraldine, Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Molecular bases of hereditary kidney diseases: nephronophthisis and hypodysplasia (Equipe Inserm U1163), Imagine - Institut des maladies génétiques (IMAGINE - U1163), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Center for Molecular medicine [Utrecht], University Medical Center [Utrecht], Department of Genetics [Utrecht, the Netherlands], Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service de néphrologie pédiatrique [CHU Necker], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Necker - Enfants Malades [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Department of Medicine [Boston, MA, USA], Harvard Medical School [Boston] (HMS)-Boston Children's Hospital, Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Service de biochimie métabolique [CHU Necker], CHU Necker - Enfants Malades [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Toxicité environnementale, cibles thérapeutiques, signalisation cellulaire (T3S - UMR_S 1124), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Plateforme Protéomique Necker [SFR Necker] (PPN - 3P5), Structure Fédérative de Recherche Necker (SFR Necker - UMS 3633 / US24), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Genome dynamics in the immune system (Equipe Inserm U1163), Plateforme de génomique [SFR Necker], Imagine - Institut des maladies génétiques (IHU) (Imagine - U1163), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP), Neuroimagerie en psychiatrie (U1000), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Service de Pédiatrie - Néphrologie, Médecine interne, Hypertension, CHU Toulouse [Toulouse]-Hôpital des Enfants, CHU Toulouse [Toulouse], Unité Néphrologie Pédiatrique [CHRU Lille], Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille), Service de Néphrologie pédiatrique [Hôpital Robert Debré, Paris], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Robert Debré, Service de néphrologie, rhumatologie et dermatologie pédiatriques [Hôpital Femme Mère Enfant, HCL], Hospices Civils de Lyon (HCL)-Hôpital Mère Enfant, Service de Pathologie [Hôpital Femme-Mère-Enfant, HCL], Hôpital Femme Mère Enfant [CHU - HCL] (HFME), Hospices Civils de Lyon (HCL)-Hospices Civils de Lyon (HCL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon, Division of Nephrology [Boston, MA, USA] (Department of Medicine), Boston Children's Hospital, Pediatric Nephrology Institute [Haifa, Israel], Rambam Health Care Campus [Haifa, Israel]-Technion Faculty of Medicine [Haifa, Israel], Service de Génétique Médicale [CHU Necker], This work was supported by the Fondation pour le Recherche Médicale (project DEQ2015031682) (to C. Antignac), the European Union’s Seventh Framework Programme (FP7/2012, grant 305608 EURenOmics) (to C. Antignac), the Investments for the Future Program (grant ANR-10-IAHY-01) (to C. Antignac), ANR KeoGamo (ANR-18-CE11-0008-01) (to G. Mollet and H.v.T.). This work was supported by the French Infrastructure for Integrated Structural Biology (FRISBI) (ANR-10-INSB-05–01) (to H.v.T.) and the Dutch Kidney Foundation (grant 15OP14) (to A.M.v.E.). S.M. is supported by a Ph.D. grant of the Fondation pour le Recherche Médicale (FRM). P.R. is a scientist from Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)., ANR-10-IAHU-0001,Imagine,Institut Hospitalo-Universitaire Imagine(2010), ANR-18-CE11-0008,KeoGamo,Caractérisation fonctionnelle du complexe KEOPS et son implication dans le syndrome de Galloway-Mowat(2018), ANR-10-INBS-0005,FRISBI,Infrastructure Française pour la Biologie Structurale Intégrée(2010), European Project: 305608,EC:FP7:HEALTH,FP7-HEALTH-2012-INNOVATION-1,EURENOMICS(2012), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Gribouval, Olivier, Instituts Hospitalo-Universitaires - Institut Hospitalo-Universitaire Imagine - - Imagine2010 - ANR-10-IAHU-0001 - IAHU - VALID, APPEL À PROJETS GÉNÉRIQUE 2018 - Caractérisation fonctionnelle du complexe KEOPS et son implication dans le syndrome de Galloway-Mowat - - KeoGamo2018 - ANR-18-CE11-0008 - AAPG2018 - VALID, Infrastructure Française pour la Biologie Structurale Intégrée - - FRISBI2010 - ANR-10-INBS-0005 - INBS - VALID, and European Consortium for High-Throughput Research in Rare Kidney Diseases - EURENOMICS - - EC:FP7:HEALTH2012-10-01 - 2017-09-30 - 305608 - VALID
- Subjects
Male ,Adenosine ,[SDV.BC.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Subcellular Processes [q-bio.SC] ,[SDV.GEN] Life Sciences [q-bio]/Genetics ,Nephrosis/genetics ,Microcephaly/genetics ,RNA, Transfer ,MESH: Child ,lcsh:Science ,Child ,MESH: Intrinsically Disordered Proteins ,Research Support, Non-U.S. Gov't ,Medical genetics ,Nuclear Proteins ,RNA-Binding Proteins ,[SDV.MHEP.HEM]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Hematology ,[SDV.IMM.IA]Life Sciences [q-bio]/Immunology/Adaptive immunology ,MESH: Nephrosis ,Microcephaly ,Nephrosis ,Intrinsically Disordered Proteins/genetics ,Female ,Multiprotein Complexes/chemistry ,RNA, Transfer/genetics ,RNA-Binding Proteins/chemistry ,MESH: Mutation ,MESH: GTP-Binding Proteins ,Science ,Nuclear Proteins/chemistry ,MESH: Microcephaly ,Article ,MESH: Hernia, Hiatal ,GTP-Binding Proteins ,Hernia, Hiatal/genetics ,GTP-Binding Proteins/chemistry ,Journal Article ,Humans ,X-ray crystallography ,[SDV.GEN]Life Sciences [q-bio]/Genetics ,MESH: Humans ,[SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology ,MESH: Multiprotein Complexes ,MESH: Adenosine ,MESH: RNA, Transfer ,RNA modification ,MESH: Male ,tRNAs ,Intrinsically Disordered Proteins ,MESH: RNA-Binding Proteins ,Hernia, Hiatal ,[SDV.GEN.GH]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Human genetics ,Multiprotein Complexes ,Mutation ,lcsh:Q ,Adenosine/analogs & derivatives ,MESH: Nuclear Proteins ,MESH: Female - Abstract
N6-threonyl-carbamoylation of adenosine 37 of ANN-type tRNAs (t6A) is a universal modification essential for translational accuracy and efficiency. The t6A pathway uses two sequentially acting enzymes, YRDC and OSGEP, the latter being a subunit of the multiprotein KEOPS complex. We recently identified mutations in genes encoding four out of the five KEOPS subunits in children with Galloway-Mowat syndrome (GAMOS), a clinically heterogeneous autosomal recessive disease characterized by early-onset steroid-resistant nephrotic syndrome and microcephaly. Here we show that mutations in YRDC cause an extremely severe form of GAMOS whereas mutations in GON7, encoding the fifth KEOPS subunit, lead to a milder form of the disease. The crystal structure of the GON7/LAGE3/OSGEP subcomplex shows that the intrinsically disordered GON7 protein becomes partially structured upon binding to LAGE3. The structure and cellular characterization of GON7 suggest its involvement in the cellular stability and quaternary arrangement of the KEOPS complex., The biosynthesis of N6-threonylcarbamoylated adenosine 37 in tRNA (t6A) involves the YRDC enzyme and the KEOPS complex. Here, the authors report mutations in YRDC and the KEOPS component GON7 in Galloway-Mowat syndrome and determine the crystal structure of a GON7-containg subcomplex that suggests a role in KEOPS complex stability.
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- 2019
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