果蝇UBE3A通过直接对翻译起始因子及泛素-蛋白酶体相关蛋白进行泛素化，调控与胶质病变性癫痫发作相关的底物

《Communications Biology》：Drosophila UBE3A regulates substrates associated with gliopathic seizures through direct ubiquitination of translation initiation and ubiquitin-proteasome proteins

　　

摘要

UBE3A 基因编码一种属于LECT类型（HECT）的E3泛素连接酶，对神经发育至关重要。母亲方UBE3A基因的缺失会导致安格尔曼综合征（Angelman syndrome, AS），而母亲方15q11.2–q13.1区域（包含UBE3A基因）的重复则会导致Dup15q综合征，这两种疾病都以严重的神经系统损伤和癫痫为特征。尽管UBE3A的重要性显而易见，但由于E3与底物之间的相互作用具有短暂性和低化学计量比的特点，目前发现的与疾病相关的底物仍然很少。为了解决这一问题，我们将Ubiquitin-Activated Interaction Trap（UBAIT）系统进行了改造，使其能够在果蝇（Drosophila melanogaster）体内使用，从而筛选潜在的UBE3A底物。通过使用GAL4/UAS驱动子，在神经元和神经胶质细胞中表达Dube3a-UBAIT蛋白，随后利用LC-MS/MS技术进行定量分析，以确定不同细胞类型中的候选底物。研究发现，在神经胶质细胞中，与RNA监测和翻译相关的通路相关的底物得到了显著富集。通过对163个候选底物进行功能筛选，发现其中8个基因在它们被沉默后会在神经胶质细胞中诱导癫痫发作表型，并且这些基因与RNA代谢过程相关。在HEK-293T细胞中进行的生化验证证实了UBE3A依赖性的多泛素化作用，涉及的底物包括Sap47、emb、Dpm1、tio和Nedd4。这些发现确定了特定于不同细胞类型的UBE3A底物，并表明神经胶质细胞中的RNA调控机制可能是UBE3A相关疾病中癫痫易感性的关键因素。