Membrane-less organelles and RNP granules are enriched in RNA and RNA-binding proteins containing disordered regions. Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1 (hnRNPA1), a key regulating protein in RNA metabolism, localizes to cytoplasmic RNP granules including stress granules. Dysfunctional nuclear-cytoplasmic transport and dynamic phase separation of hnRNPA1 leads to abnormal amyloid aggregation and neurodegeneration. The intrinsically disordered C-terminal domain (CTD) of hnRNPA1 mediates both dynamic liquid–liquid phase separation (LLPS) and aggregation. While cellular phase separation drives the formation of membrane-less organelles, aggregation within phase-separated compartments has been linked to neurodegenerative diseases. To understand some of the underlying mechanisms behind protein phase separation and LLPS-mediated aggregation, we studied LLPS of hnRNPA1 CTD in conditions that probe protein electrostatics, modulated specifically by varying pH conditions, and protein, salt and RNA concentrations. In the conditions investigated, we observed LLPS to be favored in acidic conditions, and by high protein, salt and RNA concentrations. We also observed that conditions that favor LLPS also enhance protein aggregation and fibrillation, which suggests an aggregation pathway that is LLPS-mediated. The results reported here also suggest that LLPS can play a direct role in facilitating protein aggregation, and that changes in cellular environment that affect protein electrostatics can contribute to the pathological aggregation exhibited in neurodegeneration.

中文翻译：

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hnRNPA1低复杂域液-液相分离和聚集的静电调制

无膜细胞器和 RNP 颗粒富含 RNA 和含有无序区域的 RNA 结合蛋白。异质核核糖核蛋白 A1 (hnRNPA1) 是 RNA 代谢中的关键调节蛋白，定位于细胞质 RNP 颗粒，包括应力颗粒。hnRNPA1 功能失调的核质转运和动态相分离导致异常的淀粉样蛋白聚集和神经变性。hnRNPA1 本质上无序的 C 末端结构域 (CTD) 介导动态液-液相分离 (LLPS) 和聚集。虽然细胞相分离推动了无膜细胞器的形成，但相分离隔室内的聚集与神经退行性疾病有关。为了了解蛋白质相分离和 LLPS 介导的聚集背后的一些潜在机制，我们在探测蛋白质静电的条件下研究了 hnRNPA1 CTD 的 LLPS，具体由不同的 pH 条件和蛋白质、盐和 RNA 浓度调节。在所研究的条件下，我们观察到 LLPS 在酸性条件下以及高蛋白质、盐和 RNA 浓度下更受青睐。我们还观察到有利于 LLPS 的条件也会增强蛋白质聚集和原纤维化，这表明 LLPS 介导的聚集途径。这里报告的结果还表明，LLPS 可以在促进蛋白质聚集方面发挥直接作用，并且影响蛋白质静电的细胞环境变化可能有助于神经退行性变中表现出的病理聚集。和蛋白质、盐和 RNA 浓度。在所研究的条件下，我们观察到 LLPS 在酸性条件下以及高蛋白质、盐和 RNA 浓度下更受青睐。我们还观察到有利于 LLPS 的条件也会增强蛋白质聚集和原纤维化，这表明 LLPS 介导的聚集途径。这里报告的结果还表明，LLPS 可以在促进蛋白质聚集方面发挥直接作用，并且影响蛋白质静电的细胞环境变化可能有助于神经退行性变中表现出的病理聚集。和蛋白质、盐和 RNA 浓度。在所研究的条件下，我们观察到 LLPS 在酸性条件下以及高蛋白质、盐和 RNA 浓度下更受青睐。我们还观察到有利于 LLPS 的条件也会增强蛋白质聚集和原纤维化，这表明 LLPS 介导的聚集途径。这里报告的结果还表明，LLPS 可以在促进蛋白质聚集方面发挥直接作用，并且影响蛋白质静电的细胞环境变化可能有助于神经退行性变中表现出的病理聚集。我们还观察到有利于 LLPS 的条件也会增强蛋白质聚集和原纤维化，这表明 LLPS 介导的聚集途径。这里报告的结果还表明，LLPS 可以在促进蛋白质聚集方面发挥直接作用，并且影响蛋白质静电的细胞环境变化可能有助于神经退行性变中表现出的病理聚集。我们还观察到有利于 LLPS 的条件也会增强蛋白质聚集和原纤维化，这表明 LLPS 介导的聚集途径。这里报告的结果还表明，LLPS 可以在促进蛋白质聚集方面发挥直接作用，并且影响蛋白质静电的细胞环境变化可能有助于神经退行性变中表现出的病理聚集。