Mechanism of a novel missense mutation, p.V174M, of the human connexin31 ( GJB3) in causing nonsyndromic hearing loss.

MISSENSE mutation; HEARING disorders; CONNEXINS; MEMBRANE proteins; GAP junctions (Cell biology)

Hearing loss is the most common sensory disorder, worldwide. In a recent study, we have identified a missense mutation, p.V174M, in the connexin 31 encoded by the GJB3 gene, in a patient with nonsyndromic hearing loss. However, the functional change in the CX31V174M mutant remains unknown. This study compared the intracellular distribution and assembly of the mutant CX31V174M with that of the wild-type (WT) CX31 in HeLa cells, and it examined the effect that the mutant protein had on those cells. A fluorescent localization assay of WT CX31 showed the typical punctuate pattern of a gap junction channel between the neighboring expression cells. Conversely, the p.V174M missense mutation resulted in the accumulation of the mutant protein in the lysosomes rather than in the cytoplasmic membrane. Moreover, dye transfer experiments have also demonstrated that the CX31V174M mutant did not form functional gap junction channels, probably due to the incorrect assembly or the altered properties of the CX31 channels. In addition, we found that CX31V174M-transfection can cause cell death by MTT assay. CX31V174M co-expressed with either CX31WT or CX26WT studies, suggested the impairment of the ability of CX26WT proteins to intracellular trafficking and targeting to the plasma membrane, but did not influence the trafficking of CX31WT. Based on these findings, we suggest that the CX31V174M mutant may have an effect on the formation and function of the gap junction, and CX31V174M has a trans-dominant negative effect on the function of wild types CX26. These results provide a novel molecular explanation for the role that GJB3 plays in hearing loss. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

La perte auditive est le trouble sensoriel le plus fréquent à travers le monde. Dans une récente étude, les auteurs ont identifié une mutation non-sens dans le gène GJB3 codant la connexine 31, p.V174M, chez un patient présentant une perte auditive non-syndromique. Cependant, le changement fonctionnel que produit la mutation CX31V174M demeure inconnu. Cette étude a comparé la distribution intracellulaire et l'assemblage du mutant CX31V174M et de la CX31 sauvage dans les cellules HeLa, et examiné l'effet que la protéine mutante exerçait dans ces cellules. Un test de localisation en fluorescence de la CX31 sauvage a révélé un patron ponctué typique des canaux des jonctions communicantes entre les cellules adjacentes qui les expriment. En revanche, la mutation non-sens p.V174M provoquait une accumulation de la protéine mutante dans les lysosomes plutôt que dans la membrane cytoplasmique. De plus, des expériences de transfert de colorant ont aussi démontré que le mutant CX31V174M ne formait pas de canaux fonctionnels dans les jonctions communicantes, probablement à cause d'un assemblage incorrect ou de propriétés déficientes des canaux de CX31. En outre, les auteurs ont trouvé par un dosage au MTT que la transfection de CX31V174M peut provoquer la mort cellulaire. Des études de co-expression de CX31V174M avec la CX31 ou la CX26 sauvages suggéraient que le trafic intracellulaire et le ciblage à la membrane plasmique de CX26 sauvage étaient diminués, contrairement au trafic de CX31 sauvage. Les auteurs suggèrent sur la base de ces résultats que le mutant CX31V174M puisse exercer un effet sur la formation et la fonction des jonctions communicantes, et que CX31V174M possède un effet négatif trans-dominant sur la fonction de CX26 sauvage. Ces résultats fournissent une explication moléculaire inédite du rôle de GJB3 dans la perte auditive. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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