An intronic hexanucleotide repeat expansion in C9ORF72 causes familial and sporadic amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal dementia (FTD). This repeat is thought to elicit toxicity through RNA mediated protein sequestration and repeat-associated non-AUG (RAN) translation of dipeptide repeat proteins (DPRs). We generated a series of transgenic Drosophila models expressing GGGGCC (G4C2) repeats either inside of an artificial intron within a GFP reporter or within the 5′ untranslated region (UTR) of GFP placed in different downstream reading frames. Expression of 484 intronic repeats elicited minimal alterations in eye morphology, viability, longevity, or larval crawling but did trigger RNA foci formation, consistent with prior reports. In contrast, insertion of repeats into the 5′ UTR elicited differential toxicity that was dependent on the reading frame of GFP relative to the repeat. Greater toxicity correlated with a short and unstructured carboxyl terminus (C-terminus) in the glycine-arginine (GR) RAN protein reading frame. This change in C-terminal sequence triggered nuclear accumulation of all three RAN DPRs. A similar differential toxicity and dependence on the GR C-terminus was observed when repeats were expressed in rodent neurons. The presence of the native C-termini across all three reading frames was partly protective. Taken together, these findings suggest that C-terminal sequences outside of the repeat region may alter the behavior and toxicity of dipeptide repeat proteins derived from GGGGCC repeats.

中文翻译：

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RAN 翻译的 GGGGCC 核苷酸重复扩增的羧基末端调节 ALS/FTD 模型中的毒性。

C9ORF72 中的内含子六核苷酸重复扩增导致家族性和散发性肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 和额颞叶痴呆 (FTD)。这种重复被认为通过 RNA 介导的蛋白质隔离和二肽重复蛋白 (DPR) 的重复相关非 AUG (RAN) 翻译引起毒性。我们生成了一系列转基因果蝇模型，表达 GGGGCC (G4C2) 在 GFP 报告基因内的人工内含子内或位于不同下游阅读框架中的 GFP 的 5' 非翻译区 (UTR) 内重复。484 个内含子重复的表达引起眼睛形态、活力、寿命或幼虫爬行的最小改变，但确实触发了 RNA 病灶的形成，与先前的报道一致。相比之下，将重复插入 5' UTR 会引起差异毒性，这取决于 GFP 相对于重复的阅读框。更大的毒性与甘氨酸-精氨酸 (GR) RAN 蛋白质阅读框中的短且非结构化的羧基末端 (C-末端) 相关。C 端序列的这种变化触发了所有三个 RAN DPR 的核积累。当重复在啮齿动物神经元中表达时，观察到类似的差异毒性和对 GR C 末端的依赖性。在所有三个阅读框中都存在天然 C 末端部分是保护性的。总之，这些发现表明重复区域外的 C 末端序列可能会改变源自 GGGGCC 重复的二肽重复蛋白的行为和毒性。更大的毒性与甘氨酸-精氨酸 (GR) RAN 蛋白质阅读框中的短且非结构化的羧基末端 (C-末端) 相关。C 端序列的这种变化触发了所有三个 RAN DPR 的核积累。当重复在啮齿动物神经元中表达时，观察到类似的差异毒性和对 GR C 末端的依赖性。在所有三个阅读框中都存在天然 C 末端部分是保护性的。总之，这些发现表明重复区域外的 C 末端序列可能会改变源自 GGGGCC 重复的二肽重复蛋白的行为和毒性。更大的毒性与甘氨酸-精氨酸 (GR) RAN 蛋白质阅读框中的短且非结构化的羧基末端 (C-末端) 相关。C 端序列的这种变化触发了所有三个 RAN DPR 的核积累。当重复在啮齿动物神经元中表达时，观察到类似的差异毒性和对 GR C 末端的依赖性。在所有三个阅读框中都存在天然 C 末端部分是保护性的。总之，这些发现表明重复区域外的 C 末端序列可能会改变源自 GGGGCC 重复的二肽重复蛋白的行为和毒性。当重复在啮齿动物神经元中表达时，观察到类似的差异毒性和对 GR C 末端的依赖性。在所有三个阅读框中都存在天然 C 末端部分是保护性的。总之，这些发现表明重复区域外的 C 末端序列可能会改变源自 GGGGCC 重复的二肽重复蛋白的行为和毒性。当重复在啮齿动物神经元中表达时，观察到类似的差异毒性和对 GR C 末端的依赖性。在所有三个阅读框中都存在天然 C 末端部分是保护性的。总之，这些发现表明重复区域外的 C 末端序列可能会改变源自 GGGGCC 重复的二肽重复蛋白的行为和毒性。