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Identification of an Agrin Mutation that Causes Congenital Myasthenia and Affects Synapse Function

Authors :
Michel Fardeau
Laurent Schaeffer
Thierry Kuntzer
Isabelle Grosjean
Daniel Hantaï
A. Rouche
Annie Chaboud
Asma Ben Ammar
Nektaria Alexandri
Frédéric Chevessier
Caroline Huzé
Emmanuel Fournier
Andrea Brancaccio
K. Gaudon
Bruno Eymard
Jeanine Koenig
S. Bauche
Evelyne Goillot
Véronique Bernard
Heba-Aude Lecuyer
Pascale Richard
Markus A. Rüegg
Laboratoire de Biologie Moléculaire de la Cellule ( LBMC )
École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL )
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Centre de Recherche de l'Institut du Cerveau et de la Moelle épinière ( CRICM )
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Unité Fonctionnelle de Cardiogénétique et Myogénétique Moléculaire et Cellulaire
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP)-Centre de Génétique Moléculaire et Chromosomique du GH Pitié-Salpêtrière-CHU Pitié-Salpêtrière [APHP]
Max-Planck-Institut für Medizinische Forschung
Max-Planck-Gesellschaft
Institut National de Neurologie
Université Tunis El Manar ( UTM )
Plateau d'analyse des protéines
IFR128
Biologie des Jonctions Neuromusculaires Normales et Pathologiques ( U686 )
Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Nerve-muscle unit, neurology service
Université de Lausanne ( UNIL ) -Centre Hospitalier Universitaire Vaudois [Lausanne] ( CHUV )
Centre de référence des maladies rares neuromusculaires
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP)-CHU Pitié-Salpêtrière [APHP]
Service d'électrophysiologie
Istituto di Chimica del Riconoscimento Molecolare
Università Cattolica del Sacro Cuore
Biozentrum
University of Basel ( Unibas )
ANR-07-MRAR-0001,MRAR,Syndromes myasthéniques congénitaux : le réseau français et approches fondamentales ( 2007 )
Hantaï, Daniel
Programme Pluriannuel de Recherche sur les Maladies Rares (MRAR) - Implication de CXCL13 et CCL21 dans les mécanismes pathogéniques de la Myasthenie. - - MG chemokines2006 - ANR-06-MRAR-0001 - MRAR - VALID
Laboratoire de Biologie Moléculaire de la Cellule (LBMC)
École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Recherche de l'Institut du Cerveau et de la Moelle épinière (CRICM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-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)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)
Université de Tunis El Manar (UTM)
Biologie des Jonctions Neuromusculaires Normales et Pathologiques (U686)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Neuroscience Paris Seine (NPS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL)-Centre Hospitalier Universitaire Vaudois [Lausanne] (CHUV)
Centre de référence des maladies rares neuromusculaires [CHU Pitié-Salpétriêre]
CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Università cattolica del Sacro Cuore [Milano] (Unicatt)
Biozentrum [Basel, Suisse]
University of Basel (Unibas)
ANR-06-MRAR-0001,MG chemokines,Implication de CXCL13 et CCL21 dans les mécanismes pathogéniques de la Myasthenie.(2006)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Neurosciences Paris Seine (NPS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre Hospitalier Universitaire Vaudois [Lausanne] (CHUV)-Université de Lausanne (UNIL)
Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
American Journal of Human Genetics, American Journal of Human Genetics, Elsevier (Cell Press), 2009, 85 (2), pp.155-67. 〈10.1016/j.ajhg.2009.06.015〉, American Journal of Human Genetics, vol. 85, no. 2, pp. 155-167, American Journal of Human Genetics, 2009, 85 (2), pp.155-67. ⟨10.1016/j.ajhg.2009.06.015⟩, American Journal of Human Genetics, Elsevier (Cell Press), 2009, 85 (2), pp.155-67. ⟨10.1016/j.ajhg.2009.06.015⟩, American Journal of Human Genetics, Elsevier (Cell Press), 2009, 85 (2), pp.155-167. ⟨10.1016/j.ajhg.2009.06.015⟩, The American Journal of Human Genetics
Publication Year :
2009
Publisher :
Elsevier BV, 2009.

Abstract

International audience; We report the case of a congenital myasthenic syndrome due to a mutation in AGRN, the gene encoding agrin, an extracellular matrix molecule released by the nerve and critical for formation of the neuromuscular junction. Gene analysis identified a homozygous missense mutation, c.5125G>C, leading to the p.Gly1709Arg variant. The muscle-biopsy specimen showed a major disorganization of the neuromuscular junction, including changes in the nerve-terminal cytoskeleton and fragmentation of the synaptic gutters. Experiments performed in nonmuscle cells or in cultured C2C12 myotubes and using recombinant mini-agrin for the mutated and the wild-type forms showed that the mutated form did not impair the activation of MuSK or change the total number of induced acetylcholine receptor aggregates. A solid-phase assay using the dystrophin glycoprotein complex showed that the mutation did not affect the binding of agrin to alpha-dystroglycan. Injection of wild-type or mutated agrin into rat soleus muscle induced the formation of nonsynaptic acetylcholine receptor clusters, but the mutant protein specifically destabilized the endogenous neuromuscular junctions. Importantly, the changes observed in rat muscle injected with mutant agrin recapitulated the pre- and post-synaptic modifications observed in the patient. These results indicate that the mutation does not interfere with the ability of agrin to induce postsynaptic structures but that it dramatically perturbs the maintenance of the neuromuscular junction.

Subjects

Subjects :
Male
Biopsy
DNA Mutational Analysis
Muscle Fibers, Skeletal
Mutant
[SDV.GEN] Life Sciences [q-bio]/Genetics
0302 clinical medicine
Mutant protein
CHRNE
Receptors, Cholinergic
Genetics(clinical)
Dystroglycans
ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Genetics (clinical)
Genetics
0303 health sciences
Agrin
Congenital myasthenic syndrome
Recombinant Proteins
Pedigree
Cell biology
medicine.anatomical_structure
Female
[SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]
Dok-7
Adult
animal structures
Mutation, Missense
Neuromuscular Junction
Biology
Article
Neuromuscular junction
Cell Line
03 medical and health sciences
medicine
Animals
Humans
[SDV.NEU] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]
Muscle, Skeletal
030304 developmental biology
Acetylcholine receptor
Myasthenic Syndromes, Congenital
[SDV.GEN]Life Sciences [q-bio]/Genetics
Correction
medicine.disease
Protein Structure, Tertiary
Rats
Models, Chemical
[ SDV.NEU ] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]
Synapses
030221 ophthalmology & optometry
biology.protein
Agrin/chemistry
Agrin/genetics
Dystroglycans/metabolism
Muscle Fibers, Skeletal/cytology
Muscle Fibers, Skeletal/metabolism
Muscle, Skeletal/metabolism
Muscle, Skeletal/pathology
Myasthenic Syndromes, Congenital/genetics
Neuromuscular Junction/genetics
Neuromuscular Junction/metabolism
Receptors, Cholinergic/genetics
Receptors, Cholinergic/metabolism
Recombinant Proteins/chemistry
Recombinant Proteins/metabolism
Synapses/metabolism
[ SDV.GEN ] Life Sciences [q-bio]/Genetics
030217 neurology & neurosurgery

Details

ISSN :
00029297 and 15376605
Volume :
85
Database :
OpenAIRE
Journal :
The American Journal of Human Genetics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....310ffa6794cb81a011a830a4c22a3e01