Genetic modeling of GNAO1 disorder delineates mechanisms of Gαo dysfunction.
Genetic modeling of GNAO1 disorder delineates mechanisms of Gαo dysfunction.
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DOI：
10.1093/hmg/ddab235
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发表时间：
2022-02-21
影响因子：
3.5
通讯作者：
Grill B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang D;Dao M;Muntean BS;Giles AC;Martemyanov KA;Grill B
GNAO 1脑病是一种神经发育障碍，具有一系列症状，包括张力障碍运动、癫痫发作和发育迟缓。虽然许多GNAO 1突变与这种疾病有关，但病理变异的功能后果尚未完全了解。在这里，我们部署了无脊椎动物C。elegans作为一个整体动物行为模型，研究GNAO 1疾病相关突变的功能影响。我们使用CRISPR/Cas9基因编辑和体内转基因过表达的组合测试了几种病理性GNAO 1突变对运动行为的影响。我们报告说，当作为纯合CRISPR等位基因进行评估时，测试的所有三种突变（G42 R，G203 R和R209 C）都会导致功能缺陷的严重丧失。此外，使用杂合CRISPR等位基因和转基因过表达评估突变产生显性负效应。在小鼠中的实验证实了GNAO 1 G42 R的显性负效应，其损害了许多运动行为。因此，GNAO 1病理性突变导致动物模型中保守的功能结果。我们的研究进一步建立了GNAO 1脑病的分子遗传学基础，并开发了一种基于CRISPR的管道，用于功能性评估与神经发育障碍相关的突变。
GNAO1 encephalopathy is a neurodevelopmental disorder with a spectrum of symptoms that include dystonic movements, seizures and developmental delay. While numerous GNAO1 mutations are associated with this disorder, the functional consequences of pathological variants are not completely understood. Here, we deployed the invertebrate C. elegans as a whole-animal behavioral model to study the functional effects of GNAO1 disorder-associated mutations. We tested several pathological GNAO1 mutations for effects on locomotor behaviors using a combination of CRISPR/Cas9 gene editing and transgenic overexpression in vivo. We report that all three mutations tested (G42R, G203R and R209C) result in strong loss of function defects when evaluated as homozygous CRISPR alleles. In addition, mutations produced dominant negative effects assessed using both heterozygous CRISPR alleles and transgenic overexpression. Experiments in mice confirmed dominant negative effects of GNAO1 G42R, which impaired numerous motor behaviors. Thus, GNAO1 pathological mutations result in conserved functional outcomes across animal models. Our study further establishes the molecular genetic basis of GNAO1 encephalopathy, and develops a CRISPR-based pipeline for functionally evaluating mutations associated with neurodevelopmental disorders.
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影响因子：
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作者：
Carecchio M;Mencacci NE
通讯作者：
Mencacci NE
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作者：
Feng, Huijie;Larrivee, Casandra L.;Neubig, Richard R.
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作者：
Farr, Tracy D.;Liu, Lily;Metz, Gerlinde A.
通讯作者：
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DOI：
10.1073/pnas.051632598
发表时间：
2001-03-13
影响因子：
11.1
作者：
Jiang, MS;Spicher, K;Birnbaumer, L
通讯作者：
Birnbaumer, L