As mutações FUS associadas à ELA resultam em compromissos na splicing alternativa e autorregulação do FUS

O gene que codifica a proteína de ligação DNA/RNA FUS/TLS é frequentemente mutado na esclerose lateral amiotrófica (ELA). As mutações costumam afetar seu sinal de localização nuclear carboxiterminal, resultando em diferentes deficiências na localização nuclear do FUS e acúmulo citoplasmático anormal. Evidências crescentes sugerem que deficiências na função nuclear do FUS podem contribuir para a degeneração neuronal. Aqui, relatamos um novo mecanismo autorregulatório do FUS e sua deficiência em mutantes associados à ELA. Usando FUS CLIP-seq, identificamos uma ligação significativa do FUS a uma região altamente conservada do exon 7 e dos íntrons flanqueadores de seus próprios pré-mRNAs. Demonstramos que o FUS é um repressor da splicing do exon 7 e que a variante de splicing com exon 7 omitido está sujeita à degradação mediada por nonsense (NMD). A superexpressão do FUS levou à repressão da splicing do exon 7 e à redução da proteína FUS endógena. Por outro lado, a repressão do exon 7 foi reduzida pela diminuição da proteína FUS e, além disso, foi recuperada pela expressão de EGFP-FUS. Essa regulação dinâmica da splicing alternativa descreve um novo mecanismo de autorregulação do FUS. Dado que os mutantes do FUS associados à ELA são deficientes na localização nuclear, examinamos se células que expressam esses mutantes seriam deficientes em reprimir a splicing do exon 7. Mostramos que o FUS portando a mutação R521G, R522G ou ΔExon15 (localização citoplasmática menor, moderada ou severa, respectivamente) correlacionou-se diretamente com as deficiências crescentes, respectivamente, na repressão do exon 7 e na autorregulação de seus próprios níveis de proteína. Esses dados sugerem que a autorregulação comprometida do FUS pode exacerbar diretamente o acúmulo patogênico da proteína FUS citoplasmática na ELA. Mostramos que a omissão do exon 7 pode ser induzida por oligonucleotídeos antisense que visam seus sítios de splicing flanqueadores, indicando o potencial de aliviar o acúmulo citoplasmático anormal do FUS na ELA. Juntas, a autorregulação do FUS pela splicing alternativa fornece uma visão sobre um mecanismo molecular pelo qual o processamento de pré-mRNA regulado pelo FUS pode impactar um número significativo de alvos importantes para a neurodegeneração.