Abstract Huntingtin protein, mutated in Huntington disease, is implicated in nucleic acid- mediated processes, yet evidence for direct huntingtin-nucleic acid interaction is limited. Here we show wildtype and mutant huntingtin co-purify with nucleic acids, primarily RNA, and interact directly with G-rich RNAs in in vitro assays. Huntingtin RNA immunoprecipitation sequencing from patient-derived fibroblasts and neuronal progenitor cells expressing wildtype and mutant huntingtin revealed NEAT1 as a significantly enriched transcript. Altered NEAT1 levels were evident in Huntington’s disease cells and postmortem brain tissues, and huntingtin knockdown decreased NEAT1 levels. Huntingtin co-localized with NEAT1 in paraspeckles, and we identified a high-affinity RNA motif preferred by huntingtin. This study highlights NEAT1 as a novel huntingtin interactor, demonstrating huntingtin’s involvement in RNA-mediated functions and paraspeckle regulation. One-Sentence Summary HTT is an RNA-binding protein that interacts with G-rich sequences, including those in the paraspeckle lncRNA NEAT1.

Abstract Huntington’s disease is characterised by CAG expansion in the huntingtin gene above a critical threshold of ~ 35 repeats, resulting in polyglutamine expansion of the huntingtin protein (HTT). The biological role of wildtype HTT and the associated mechanisms of disease pathology caused by expanded HTT remain incompletely understood, in part, due to challenges characterising interactions between HTT and putative binding partners. Here we describe a biochemical toolkit of rationally designed, high-quality recombinant HTT subdomains; one spanning the N-terminal HEAT and bridge domains (NTD) and the second spanning the C-terminal HEAT domain (CTD). Using biophysical methods and cryo-electron microscopy, we show these smaller subdomains are natively folded and can associate to reconstitute a functional full-length HTT structure capable of forming a near native-like complex with 40 kDa HTT-associated protein (HAP40). We report biotin-tagged variants of these subdomains, as well as full-length HTT, that permit immobilisation of each protein for quantitative biophysical assays without impacting protein quality. We demonstrate the CTD alone can form a stable complex when co-expressed with HAP40, which can be structurally resolved. The CTD-HAP40 complex binds the NTD, with a dissociation constant of approximately 10 nM as measured by bio-layer interferometry. We validate the interaction between the CTD and HAP40 using a luciferase two-hybrid assay and use subdomain constructs to demonstrate their respective stabilization of HAP40 in cells. These open-source biochemical tools will enable the wider HD community to study fundamental HTT biology, discover new macromolecular or small-molecule binding partners and map interaction sites across this very large protein.

Huntingtin protein, mutated in Huntington’s disease, is implicated in nucleic acid–mediated processes, yet the evidence for direct huntingtin–nucleic acid interaction is limited. Here, we show wild-type and mutant huntingtin copurify with nucleic acids, primarily RNA, and interact directly with G-rich RNAs in in vitro assays. Huntingtin RNA-immunoprecipitation sequencing from patient-derived fibroblasts and neuronal progenitor cells expressing wild-type and mutant huntingtin revealed long noncoding RNA NEAT1 as a significantly enriched transcript. Altered NEAT1 levels were evident in Huntington’s disease cells and postmortem brain tissues, and huntingtin knockdown decreased NEAT1 levels. Huntingtin colocalized with NEAT1 in paraspeckles, and we identified a high-affinity RNA motif preferred by huntingtin. This study highlights NEAT1 as a huntingtin interactor, demonstrating huntingtin’s involvement in RNA-mediated functions and paraspeckle regulation.