Mutations in CLN3 cause a juvenile form of neuronal ceroid lipofuscinosis (NCL). This devastating neurological disorder, commonly known as Batten disease, is currently untreatable due to a lack of understanding of the physiological role of the protein. Recently, work in the social amoeba Dictyostelium discoideum has provided valuable new insight into the function of CLN3 in the cell. More specifically, research has linked the Dictyostelium homolog (gene: cln3, protein: Cln3) to protein secretion, adhesion, and aggregation during starvation, which initiates multicellular development. In this study, we used comparative transcriptomics to explore the mechanisms underlying the aberrant response of cln3- cells to starvation. During starvation, 1153 genes were differentially expressed in cln3- cells compared to WT. Among the differentially expressed genes were homologs of other human NCL genes including TPP1/CLN2, CLN5, CTSD/CLN10, PGRN/CLN11, and CTSF/CLN13. STRING and GO term analyses revealed an enrichment of genes linked to metabolic, biosynthetic, and catalytic processes. We then coupled the findings from the RNA-seq analysis to biochemical assays, specifically showing that loss of cln3 affects the expression and activity of lysosomal enzymes, increases endo-lysosomal pH, and alters nitric oxide homeostasis. Finally, we show that cln3- cells accumulate autofluorescent storage bodies during starvation and provide evidence linking the function of Cln3 to Tpp1 and CtsD activity. In total, this study enhances our knowledge of the molecular mechanisms underlying Cln3 function in Dictyostelium.

中文翻译：

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比较转录组学揭示了网柄菌中 cln3 缺陷表型的潜在机制。

CLN3 中的突变导致幼年型神经元蜡样脂褐质沉积症 (NCL)。这种破坏性的神经系统疾病，通常称为巴顿病，由于对蛋白质的生理作用缺乏了解，目前无法治愈。最近，在社会变形虫盘基网柄菌中的工作为 CLN3 在细胞中的功能提供了有价值的新见解。更具体地说，研究已将网柄菌同源物（基因：cln3，蛋白质：Cln3）与饥饿期间的蛋白质分泌、粘附和聚集联系起来，从而启动多细胞发育。在这项研究中，我们使用比较转录组学来探索 cln3 细胞对饥饿的异常反应的机制。在饥饿期间，与 WT 相比，1153 个基因在 cln3 细胞中差异表达。在差异表达的基因中有其他人类 NCL 基因的同源物，包括 TPP1/CLN2、CLN5、CTSD/CLN10、PGRN/CLN11 和 CTSF/CLN13。STRING 和 GO 术语分析揭示了与代谢、生物合成和催化过程相关的基因的富集。然后，我们将 RNA-seq 分析的结果与生化分析相结合，特别表明 cln3 的缺失会影响溶酶体酶的表达和活性，增加内溶酶体 pH 值，并改变一氧化氮稳态。最后，我们表明 cln3 细胞在饥饿期间会积累自发荧光储存体，并提供将 Cln3 的功能与 Tpp1 和 CtsD 活性联系起来的证据。总的来说，这项研究增强了我们对盘基网柄菌中 Cln3 功能的分子机制的了解。CLN5、CTSD/CLN10、PGRN/CLN11 和 CTSF/CLN13。STRING 和 GO 术语分析揭示了与代谢、生物合成和催化过程相关的基因的富集。然后，我们将 RNA-seq 分析的结果与生化分析相结合，特别表明 cln3 的缺失会影响溶酶体酶的表达和活性，增加内溶酶体 pH 值，并改变一氧化氮稳态。最后，我们表明 cln3 细胞在饥饿期间会积累自发荧光储存体，并提供将 Cln3 的功能与 Tpp1 和 CtsD 活性联系起来的证据。总的来说，这项研究增强了我们对盘基网柄菌中 Cln3 功能的分子机制的了解。CLN5、CTSD/CLN10、PGRN/CLN11 和 CTSF/CLN13。STRING 和 GO 术语分析揭示了与代谢、生物合成和催化过程相关的基因的富集。然后，我们将 RNA-seq 分析的结果与生化分析相结合，特别表明 cln3 的缺失会影响溶酶体酶的表达和活性，增加内溶酶体 pH 值，并改变一氧化氮稳态。最后，我们表明 cln3 细胞在饥饿期间会积累自发荧光储存体，并提供将 Cln3 的功能与 Tpp1 和 CtsD 活性联系起来的证据。总的来说，这项研究增强了我们对盘基网柄菌中 Cln3 功能的分子机制的了解。然后，我们将 RNA-seq 分析的结果与生化分析相结合，特别表明 cln3 的缺失会影响溶酶体酶的表达和活性，增加内溶酶体 pH 值，并改变一氧化氮稳态。最后，我们表明 cln3 细胞在饥饿期间会积累自发荧光储存体，并提供将 Cln3 的功能与 Tpp1 和 CtsD 活性联系起来的证据。总的来说，这项研究增强了我们对盘基网柄菌中 Cln3 功能的分子机制的了解。然后，我们将 RNA-seq 分析的结果与生化分析相结合，特别表明 cln3 的缺失会影响溶酶体酶的表达和活性，增加内溶酶体 pH 值，并改变一氧化氮稳态。最后，我们表明 cln3 细胞在饥饿期间会积累自发荧光储存体，并提供将 Cln3 的功能与 Tpp1 和 CtsD 活性联系起来的证据。总的来说，这项研究增强了我们对盘基网柄菌中 Cln3 功能的分子机制的了解。我们表明，cln3-细胞在饥饿期间会积累自发荧光储存体，并提供将 Cln3 的功能与 Tpp1 和 CtsD 活性联系起来的证据。总的来说，这项研究增强了我们对盘基网柄菌中 Cln3 功能的分子机制的了解。我们表明，cln3-细胞在饥饿期间会积累自发荧光储存体，并提供将 Cln3 的功能与 Tpp1 和 CtsD 活性联系起来的证据。总的来说，这项研究增强了我们对盘基网柄菌中 Cln3 功能的分子机制的了解。