Neuronal intranuclear inclusion disease (NIID) is a slowly progressive neurodegenerative disease characterized by eosinophilic hyaline intranuclear inclusions in the central and peripheral nervous system, and also in the visceral organs. NIID has been considered to be a heterogeneous disease because of the highly variable clinical manifestations, and ante-mortem diagnosis has been difficult. However, since we reported the usefulness of skin biopsy for the diagnosis of NIID, the number of NIID diagnoses has increased, in particular adult-onset NIID. In this study, we studied 57 cases of adult-onset NIID and described their clinical and pathological features. We analysed both NIID cases diagnosed by post-mortem dissection and by ante-mortem skin biopsy based on the presence of characteristic eosinophilic, hyaline and ubiquitin-positive intanuclear inclusion: 38 sporadic cases and 19 familial cases, from six families. In the sporadic NIID cases with onset age from 51 to 76, dementia was the most prominent initial symptom (94.7%) as designated 'dementia dominant group', followed by miosis, ataxia and unconsciousness. Muscle weakness and sensory disturbance were also observed. It was observed that, in familial NIID cases with onset age less than 40 years, muscle weakness was seen most frequently (100%), as designated 'limb weakness group', followed by sensory disturbance, miosis, bladder dysfunction, and dementia. In familial cases with more than 40 years of onset age, dementia was most prominent (100%). Elevated cerebrospinal fluid protein and abnormal nerve conduction were frequently observed in both sporadic and familial NIID cases. Head magnetic resonance imaging showed high intensity signal in corticomedullary junction in diffusion-weighted image in both sporadic and familial NIID cases, a strong clue to the diagnosis. All of the dementia dominant cases presented with this type of leukoencephalopathy on head magnetic resonance imaging. Both sporadic and familial NIID cases presented with a decline in Mini-Mental State Examination and Frontal Assessment Battery scores. Based on these clinicopathological features, we proposed a diagnosis flow chart of adult-onset NIID. Our study suggested that the prevalence rate of adult-onset NIID may be higher than previously thought, and that NIID may be underdiagnosed. We should take NIID into account for differential diagnosis of leukoencephalopathy and neuropathy.

Programmed connection of amino acids or nucleotides into chains introduced a revolution in control of biological function. Reacting proteins together is more complex because of the number of reactive groups and delicate stability. Here we achieved sequence-programmed irreversible connection of protein units, forming polyprotein teams by sequential amidation and transamidation. SpyTag peptide is engineered to spontaneously form an isopeptide bond with SpyCatcher protein. By engineering the adhesin RrgA from Streptococcus pneumoniae, we developed the peptide SnoopTag, which formed a spontaneous isopeptide bond to its protein partner SnoopCatcher with >99% yield and no cross-reaction to SpyTag/SpyCatcher. Solid-phase attachment followed by sequential SpyTag or SnoopTag reaction between building-blocks enabled iterative extension. Linear, branched, and combinatorial polyproteins were synthesized, identifying optimal combinations of ligands against death receptors and growth factor receptors for cancer cell death signal activation. This simple and modular route to programmable "polyproteams" should enable exploration of a new area of biological space.

Cosmic rays are energetic charged particles from extraterrestrial sources, with the highest-energy events thought to come from extragalactic sources. Their arrival is infrequent, so detection requires instruments with large collecting areas. In this work, we report the detection of an extremely energetic particle recorded by the surface detector array of the Telescope Array experiment. We calculate the particle’s energy as 244 ± 29 stat . − 76 + 51 syst . exa–electron volts (~40 joules). Its arrival direction points back to a void in the large-scale structure of the Universe. Possible explanations include a large deflection by the foreground magnetic field, an unidentified source in the local extragalactic neighborhood, or an incomplete knowledge of particle physics. , Editor’s summary Cosmic rays are charged particles from space. At low energies, they mostly originate from the Sun, whereas at high energies, they are expected to be emitted by nearby active galaxies. The Telescope Array Collaboration now reports the detection of a cosmic ray event with an energy of about 240 exa–electron volts, more than a million times higher than that achieved by artificial particle accelerators. Such high-energy particles should experience only small deflections by foreground magnetic fields, but tracing back the arrival direction shows no obvious source galaxy. The authors suggest that the foreground magnetic fields might be stronger than expected, or there could be unknown particle physics at high energies. —Keith T. Smith , Detection of a highly energetic cosmic ray is traced back to its arrival direction, but no source galaxy is evident.

Abstract Ubiquitin-like 3 (UBL3) acts as a post-translational modification (PTM) factor and regulates protein sorting into small extracellular vesicles (sEVs). sEVs have been reported as vectors for the pathology propagation of neurodegenerative diseases, such as α-synucleinopathies. Alpha-synuclein (α-syn) has been widely studied for its involvement in α-synucleinopathies. However, it is still unknown whether UBL3 interacts with α-syn, and is influenced by drugs or compounds. In this study, we investigated the interaction between UBL3 and α-syn, and any ensuing possible functional and pathological implications. We found that UBL3 can interact with α-syn by the Gaussia princeps based split luciferase complementation assay in cells and immunoprecipitation, while cysteine residues at its C-terminal, which are considered important as PTM factors for UBL3, were not essential for the interaction. The interaction was upregulated by 1-methyl-4-phenylpyridinium exposure. In drug screen results, the interaction was significantly downregulated by the treatment of osimertinib. These results suggest that UBL3 interacts with α-syn in cells and be significantly downregulated by epidermal growth factor receptor (EGFR) pathway inhibitor osimertinib. Therefore, the UBL3 pathway may be a new therapeutic target for α-synucleinopathies in the future.

Abstract Ubiquitin-like 3 (UBL3) is a membrane-anchored protein that has been discovered to function as a protein post-translational modifier, helping to sort proteins into small extracellular vesicles (sEVs). Aggregations of alpha-synuclein (α-syn) are associated with the pathology of neurodegenerative diseases such as Parkinson’s disease (PD). The aggregation and toxicity of α-syn can be influenced by its interactions with specific proteins. Recently, the interactions between UBL3 and α-syn was uncovered. It is believed to play a role in eliminating excess α-syn from neurons, or in the spread of α-syn pathology in the brain associated with neurodegenerative diseases. However, the regulator that can mediate the interaction between UBL3 and α-syn remains unclear. In this study, we employed the split gaussian luciferase complementation assay and RNA interference (RNAi) technology to discover that QSOX2, HTATIP2, UBE3C, MGST3, NSF, HECTD1, SAE1 and ATG3 are involved in downregulating the interaction between UBL3 and α-syn. Among these proteins, silencing MGST3 had the most significant impact on the UBL3-α-syn interaction (with a fold change log2 of less than - 1). MGST3 is a part of the antioxidant system, and silencing MGST3 is believed to contribute to oxidative stress. We used hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) to induce oxidative stress and observed its effect on the UBL3-α-syn interaction. Our finding showed that an 800μM concentration of H 2 O 2 could also downregulate this interaction. However, the effect of oxidative stress caused by 800μM H 2 O 2 on the UBL3-α-syn interaction did not be enhanced by silencing MGST3. In conclusion, the interaction between UBL3 and α-syn is downregulated by silencing MGST3.

Parkinson's disease (PD) presents with decreased heart rate variability (HRV) from its early stages. However, most of its evidence originates from HRV measurements in parasympathetic dominant states. In this study, we aimed to examine whether HRV in sympathetic dominant states during the head-up tilt table test (HUT) serves as a marker of autonomic dysfunction in PD and isolated REM sleep behavior disorder (iRBD).