Plekhg5 controls the unconventional secretion of Sod1 by presynaptic secretory autophagy

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Amy Jayne Hutchings - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Bita Hambrecht - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Alexander Veh - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Neha Jadhav Giridhar - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Abdolhossein Zare - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Christina Angerer - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Thorben Ohnesorge - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Maren Schenke - , Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo), Johns Hopkins University (Autor:in)
  • Bhuvaneish T. Selvaraj - , University of Edinburgh (Autor:in)
  • Siddharthan Chandran - , University of Edinburgh (Autor:in)
  • Jared Sterneckert - , Professur für iPS Zellen und neurodegenerative Erkrankungen, Hochschulmedizin (Medizinische Fakultät und Universitätsklinikum), Center for Regenerative Therapies Dresden (CRTD) (Autor:in)
  • Susanne Petri - , Medizinische Hochschule Hannover (MHH) (Autor:in)
  • Bettina Seeger - , Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo) (Autor:in)
  • Michael Briese - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Christian Stigloher - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Thorsten Bischler - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Andreas Hermann - , Universität Rostock, Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) (Autor:in)
  • Markus Damme - , Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) (Autor:in)
  • Michael Sendtner - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Patrick Lüningschrör - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)

Abstract

Increasing evidence suggests an essential function for autophagy in unconventional protein secretion (UPS). However, despite its relevance for the secretion of aggregate-prone proteins, the mechanisms of secretory autophagy in neurons have remained elusive. Here we show that the lower motoneuron disease-associated guanine exchange factor Plekhg5 drives the UPS of Sod1. Mechanistically, Sod1 is sequestered into autophagosomal carriers, which subsequently fuse with secretory lysosomal-related organelles (LROs). Exocytosis of LROs to release Sod1 into the extracellular milieu requires the activation of the small GTPase Rab26 by Plekhg5. Deletion of Plekhg5 in mice leads to the accumulation of Sod1 in LROs at swollen presynaptic sites. A reduced secretion of toxic ALS-linked SOD1G93A following deletion of Plekhg5 in SOD1G93A mice accelerated disease onset while prolonging survival due to an attenuated microglia activation. Using human iPSC-derived motoneurons we show that reduced levels of PLEKHG5 cause an impaired secretion of ALS-linked SOD1. Our findings highlight an unexpected pathophysiological mechanism that converges two motoneuron disease-associated proteins into a common pathway.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer8622
FachzeitschriftNature communications
Jahrgang15
Ausgabenummer1
Frühes Online-Datum4 Okt. 2024
PublikationsstatusVeröffentlicht - Dez. 2024
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed PMC11452647
Scopus 85205800623
PubMed 39366938