Abstract Besides the consequences of retrotransposition, long interspersed element 1 (L1) retrotransposons can affect the host genome through their antisense promoter. In addition to the sense promoter, the evolutionarily recent L1 retrotransposons, which are present in several thousand copies, also possess an anti-sense promoter that can produce L1 chimeric transcripts (LCT) composed of the L1 5′ UTR followed by the adjacent genomic sequence. The full extent to which LCT expression occurs in a given tissue and whether disruption of the defense mechanisms that normally control L1 retrotransposons affects their expression and function in cancer cells, remain to be established. By using CLIFinder, a dedicated bioinformatics tool, we found that LCT expression was widespread in normal brain and aggressive glioma samples, and that approximately 17% of recent L1 retrotransposons, from the L1PA1 to L1PA7 subfamilies, were involved in their production. Importantly, the transcriptional activities of the L1 antisense promoters and of their host loci were coupled. Accordingly, we detected LCT-producing L1 retrotransposons mainly in transcriptionally active genes and genomic loci. Moreover, changes in the host genomic locus expression level in glioma were associated with a similar change in LCT expression level, regardless of the L1 promoter methylation status. Our findings support a model in which the host genomic locus transcriptional activity is the main driving force of LCT expression. We hypothesize that this model is more applicable when host gene and LCT are transcribed from the same strand.

Abstract Myotonic dystrophy type 1 (DM1) is the most common muscular dystrophy. It is caused by the excessive expansion of non-coding CTG repeat, which when transcribed affect functions of RNA-binding factors. Specifically, MBNL1 is sequestered in nuclear foci while CELF1 is stabilised, with adverse effects on alternative splicing, processing and stability of a large set of muscular and cardiac transcripts. Among these effects, inefficient processing and down-regulation of muscle- and heart-specific miRNA, miR-1 , has been reported in DM1 patients, but the impact of reduced miR-1 on DM1 pathogenesis was unknown. Here, we used Drosophila DM1 models to explore miR-1 involvement in cardiac dysfunction in DM1. We found that miR-1 down-regulation in the heart led to dilated cardiomyopathy (DCM), a DM1-associated phenotype. We then combined in silico screening for miR-1 targets with transcriptional profiling of DM1 cardiac cells to identify miR-1 target genes with potential roles in DCM. We identified Multiplexin ( Mp ) as a new cardiac miR-1 target involved in DM1. Mp and its human ortholog Col15A1 were both highly enriched in cardiac cells of DCM-developing DM1 flies and in heart samples from DM1 patients with DCM, respectively. Importantly, when overexpressed in the heart, Mp induced DCM, whereas its attenuation ameliorated the DCM phenotype in aged DM1 flies. Reduced levels of miR-1 and consecutive up-regulation of its target Mp/Col15A1 are thus critical in DM1-associated DCM.

ABSTRACT Animal germ cells deploy a specialized small RNA-based silencing system, called the PIWI-interacting RNA (piRNA) pathway, to prevent unwanted expression of transposable elements and maintain genome integrity. In Drosophila germ cells, the majority of piRNA populations originate from dual-strand piRNA clusters, genomic regions highly enriched in transposon fragments, via an elaborate protein machinery centred on the heterochromatin protein 1 homolog, Rhino. Although Rhino binds to peptides carrying trimethylated H3K9 in vitro, it is not fully understood why in vivo only a fraction of H3K9me3-decorated heterochromatin is occupied by Rhino. Recent work uncovered that Rhino is recruited to a subset of piRNA clusters by the zinc finger protein Kipferl. Here we identify a Kipferl-independent mode of Rhino targeting that is dependent on the histone H3 lysine 27 methyltransferase Enhancer of Zeste and the presence of H3K9me3 and H3K27me3 marks. At Kipferl-independent sites, we find that Rhino, through its dimeric chromodomain, specifically binds to loci marked by both H3K9me3 and H3K27me3. These results expand our understanding of the characteristic binding profile of the heterochromatin protein Rhino. Our work reveals a role for dual histone modifications in defining the binding specificity of a chromatin protein.

Summary In contrast with most cancers, adrenocortical carcinomas (ACC) are more frequent in women than men, but the underlying mechanisms of this sexual dimorphism remain elusive. Homozygous deletion of the negative WNT pathway regulator ZNRF3 is the most frequent alteration in ACC patients. Here, we show that Cre-mediated inactivation of Znrf3 in steroidogenic cells of the mouse adrenal cortex is associated with sexually dimorphic tumour progression. Indeed, although most knockout female mice develop metastatic carcinomas over an 18 month-time course, adrenal hyperplasia gradually regresses in male knockout mice. This male-specific regression is associated with induction of senescence and recruitment of macrophages, which differentiate as active phagocytes that clear-out senescent preneoplastic cells. Macrophage recruitment is also observed in female mice. However, it is delayed and dampened compared to males, which allows for tumour progression. Interestingly, testosterone treatment of female knockouts is sufficient to induce senescence, recruitment of phagocytic macrophages and regression of hyperplasia. We further show that although macrophages are present within adrenal tumours at 18 months, MERTK high active phagocytes are mostly found in indolent lesions in males but not in aggressive tumours in females. Consistent with our observations in mice, analysis of RNA sequencing data from the TCGA cohort of ACC shows that phagocytic macrophages are more prominent in men than women and associated with better prognosis. Altogether, these data establish that phagocytic macrophages prevent aggressive ACC development in male mice and suggest that they may play a key role in the unusual sexual dimorphism of ACC in patients.

Abstract While many studies have described Drosophila embryonic and larval blood cells, the hematopoietic system of the imago remains poorly characterized and conflicting data have been published concerning adult hematopoiesis. Using a combination of blood cell markers, we show that the adult hematopoietic system is essentially composed of a few distinct mature blood cell types. In addition, our transcriptomics results indicate that adult and larval blood cells have both common and specific features and it appears that adult hemocytes reactivate many gene expressed in embryonic blood cells. Interestingly, we identify a small set of blood cells that do not express differentiation markers but maintain the progenitor marker domeMeso . Yet, we show that these cells are derived from the posterior signaling center, a specialized population of cells present in the larval lymph gland, rather than from larval blood cell progenitors, and that their maintenance depends on the EBF transcription factor Collier. Furthermore, while these cells are normally quiescent, we find that some of them can differentiate and proliferate in response to bacterial infection. In sum, our results indicate that adult flies harbor a small population of specialized cells with limited hematopoietic potential and further support the idea that no substantial hematopoiesis takes place during adulthood.

Abstract Blood cells arise from diverse pools of stem and progenitor cells. Understanding progenitor heterogeneity is a major challenge. The Drosophila larval lymph gland is a well-studied model to understand blood progenitor maintenance and recapitulates several aspects of vertebrate hematopoiesis. However in-depth analysis has focused on progenitors located in lymph gland anterior lobes (AP), ignoring the progenitors from the posterior lobes (PP). Using in situ expression mapping and transcriptome analysis we reveal PP heterogeneity and identify molecular-genetic tools to study this abundant progenitor population. Functional analysis shows that PP resist differentiation upon immune challenge, in a JAK-STAT-dependent manner. Upon wasp parasitism, AP downregulate JAK-STAT signaling and form lamellocytes. In contrast, we show that PP activate STAT92E and remain undifferentiated. Stat92E knockdown in PP or genetically reducing JAK-STAT signaling permits PP lamellocyte differentiation. We discuss how heterogeneity and compartmentalization allow functional segregation in response to systemic cues and could be widely applicable. Highlights We provide an in situ and transcriptome map of larval blood progenitors Posterior lymph gland progenitors are refractory to immune challenge STAT activation after wasp parasitism maintains posterior progenitors

Cardiac conduction defects decrease life expectancy in myotonic dystrophy type 1 (DM1), a complex toxic CTG repeat disorder involving misbalance between two RNA-binding factors, MBNL1 and CELF1. How this pathogenic DM1 condition translates into cardiac conduction disorders remains poorly understood. Here, we simulated MBNL1 and CELF1 misbalance in the Drosophila heart and identified associated gene deregulations using TU-tagging based transcriptional profiling of cardiac cells. We detected deregulations of several genes controlling cellular calcium levels and among them increased expression of straightjacket/α2δ3 that encodes a regulatory subunit of a voltage-gated calcium channel. Straightjacket overexpression in the fly heart leads to asynchronous heart beating, a hallmark of affected conduction, whereas cardiac straightjacket knockdown improves these symptoms in DM1 fly models. We also show that ventricular α2δ3 expression is low in healthy mice and humans but significantly elevated in ventricular muscles from DM1 patients with conduction defects. Taken together, this suggests that reducing the straightjacket/α2δ3 transcript levels in ventricular cardiomyocytes could represent a strategy to prevent conduction defects and in particular intraventricular conduction delay associated with DM1 pathology.

N6-methyladenine (6mA) DNA modification has recently been described in metazoans, including in drosophila, for which the erasure of this epigenetic mark has been ascribed to the Ten Eleven Translocation (TET) enzyme. Here, we re-evaluated 6mA presence and TET impact on drosophila genome. Using axenic or conventional breeding conditions, we found only traces of 6mA by LC-MS/MS and no significant increase in 6mA levels in the absence of TET. Further molecular and genetic analyses suggest that TET does not demethylate 6mA but acts essentially in an enzymatic-independent manner. Our results call for further caution concerning the role and regulation of 6mA DNA modification in metazoans.

How the diversification of cell types is regulated during development to generate stereotyped tissue patterns remains a challenging question. Here we applied cell type specific translational profiling (TRAP) approach to identify gene expression signatures underlying the diversification of two muscle subsets in Drosophila. Targeting the Slou-positive muscle population, we identified Ptx1 as a new component of the ventral muscle identity code. We also generated temporal transition profiles of TRAP-enriched genes and found that a set of genes encoding regulators of the actin cytoskeleton fitted a cluster specific for lateral transverse (LT) muscles. Two of them, dCryAB and Gelsolin (Gel), encoding actin-binding sHsp and actin-severing protein respectively, displayed LT muscle prevailing expression positively regulated by LT identity factors Lms and Apterous. In dCryAB-mutant embryos, LT muscle shapes had an irregular appearance, whereas Gel-devoid LTs occasionally developed muscle fibre splitting. Importantly, split LT muscles in Gel mutants were enlarged and bore a greater number of myonuclei, a phenotype phenocopied by overexpression of the duf fusion gene. Muscle fibre splitting is a hallmark of diseased muscle in Duchenne and other muscular dystrophies, but how muscles get split is unknown. Our analyses yield evidence that an excessive myoblast fusion could result in splitting, and suggest a deregulation of fusion machinery in dystrophic muscles. We identify new muscle identity gene Ptx1 and a new class of identity realisator genes including Gel, whose function links muscle identity in Drosophila to dystrophic muscle splitting phenotype in humans.

Abstract Gap junctions allow the exchange of small molecules between cells. How this function could be used to promote cell growth has never been explored. During Drosophila ovarian follicle development, germ cells, which are surrounded by epithelial somatic cells, undergo massive growth. We found that this growth depends on gap junctions between these cell populations, with a requirement for Innexin4 and Innexin2, in the germ cells and the somatic cells, respectively. Somatic cells express enzymes and transporters involved in amino acid metabolism that are absent in germ cells. Among them, we identified a proline transporter required for germline growth. Its ectopic expression in the germline can compensate for its absence in somatic cells, confirming the metabolic exchange between these cell types. Moreover, in somatic cells, innexin2 expression and gap junction assembly are regulated by the insulin receptor/PI3K kinase pathway. Altogether these data illustrate how metabolic exchange through gap junctions can promote cell growth and how such mechanism can be integrated into a developmental programme, coupling growth control by extrinsic systemic signals with the intrinsic coordination between cell populations. Summary statement We demonstrate that gap junction-dependent metabolic flow from a cell population to another promotes cell growth and can be regulated to coordinate cell growth.