Abstract Hexanucleotide repeat expansions in C9ORF72 are the most common genetic cause of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal dementia (FTD), a spectrum of incurable debilitating neurodegenerative diseases. Here, we report a novel ALS/FTD drug concept with in vivo and in vitro therapeutic activity in preclinical models of C9ORF72-ALS/FTD. Our data demonstrate that supplementation or oral administration of a cell-penetrant peptide, which competes with the SRSF1:NXF1 interaction, confers neuroprotection by inhibiting the nuclear export of pathological C9ORF72 -repeat transcripts in various models of disease including primary neurons, patient-derived motor neurons and Drosophila . Our drug-like rationale for disrupting the nuclear export of microsatellite repeat transcripts in neurological disorders provides a promising alternative to conventional small molecule inhibitors often limited by poor blood-brain barrier penetrance.

Abstract PGC-1α plays a central role in maintaining the mitochondrial and energy metabolism homeostasis, linking external stimuli to the transcriptional co-activation of genes involved in adaptive and age-related pathways. The carboxyl-terminus encodes a serine/arginine-rich (RS) region and a putative RNA recognition motif, however potential RNA-processing role(s) have remained elusive for the past 20 years. Here, we show that the RS domain of human PGC-1α directly interacts with RNA and the nuclear RNA export factor NXF1. Inducible depletion of endogenous PGC-1α and expression of RNAi-resistant RS-deleted PGC-1α further demonstrate that the RNA-binding activity is required for nuclear export of co-activated transcripts and mitochondrial homeostasis. Moreover, a quantitative proteomics approach confirmed PGC-1α-dependent RNA transport and mitochondrial-related functions, identifying also novel mRNA nuclear export targets in age-related telomere maintenance. Discovering a novel function for a major cellular homeostasis regulator provides new directions to further elucidate the roles of PGC-1α in gene expression, metabolic disorders, ageing and neurodegenerative diseases.