Receptor tyrosine kinase (RTK)-mediated activation of downstream effector pathways such as the RAS GTPase/MAP kinase (MAPK) signaling cascade is thought to occur exclusively from lipid membrane compartments in mammalian cells. Here, we uncover a membraneless, protein granule-based subcellular structure that can organize RTK/RAS/MAPK signaling in cancer. Chimeric (fusion) oncoproteins involving certain RTKs including ALK and RET undergo de novo higher-order assembly into membraneless cytoplasmic protein granules. These pathogenic biomolecular condensates locally concentrate the RAS activating complex GRB2/SOS1 and activate RAS in a lipid membrane-independent manner to initiate MAPK signaling. Formation of membraneless protein granules by RTK oncoproteins is both necessary and sufficient for RAS/MAPK signaling output in cells. Our findings reveal membraneless, higher-order cytoplasmic protein assembly as a distinct subcellular platform to activate RTKs and RAS GTPases and a general principle by which cells can organize oncogenic signaling.

ABSTRACT Tree mortality and partial canopy dieback are increasing in many forest ecosystems from unfavorable climate conditions. Examining how tree growth and mortality are affected by climate variability can help identify proximate causes of tree mortality and canopy dieback. We investigated anomalously high mortality rates and partial canopy dieback of western redcedar ( Thuja plicata , WRC), a culturally, ecologically, and economically important species in the Pacific Northwest (USA), using tree-ring methods. We sampled trees in three tree status groups—no canopy dieback, partial canopy dieback, and trees that died (0-30 years ago)—from 11 sites in coastal (maritime climate) and interior (continental climate) populations of WRC trees. In our study, WRC tree mortality was portended by on average 4-5 years of declining radial growth. Warmer and drier climate conditions in May and June that extend the annual July-September dry season reduced radial growth in 9 of 11 sites (1975-2020). Defining drought events as warm, dry May-June climate, we found that WRC trees recovered radial growth to pre-drought rates within three years when post-drought climate conditions were average or cooler and wetter than average. However, radial growth recovery from drought was slower or absent when conditions were warmer and drier during the post-drought recovery period, which appeared to lead to the widespread mortality event across coastal populations. Annually resolved tree mortality in coastal populations predominately occurred in 2017-2018 (80% of sampled trees) and coincided with exceedingly hot temperatures and the longest regionally dry period for May to September (1970-2020). In interior populations, tree mortality was associated with warmer, drier conditions from August to September. Our findings forewarn that a warming climate and more frequent and severe seasonal droughts will likely increase the vulnerability of WRC to canopy dieback and mortality and possibly other drought-sensitive trees in one of the world’s largest carbon sinks.

Expansion microscopy (ExM) improves the resolution of fluorescence microscopy by physically expanding the sample embedded in a hydrogel[1][1]–[4][2]. Since its invention, ExM has been successfully applied to a wide range of cell, tissue and animal samples [2][3]–[9][4]. Still, fluorescence signal loss during polymerization and digestion limits molecular-scale imaging using ExM. Here we report the development of label-retention ExM (LR-ExM) with a set of trifunctional anchors that not only prevent signal loss but also enable high-efficiency protein labeling using enzymatic tags. We have demonstrated multicolor LR-ExM for a variety of subcellular structures. Combining LR-ExM with super-resolution Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM), we have achieved 5 nm resolution in the visualization of polyhedral lattice of clathrin-coated pits in situ . [1]: #ref-1 [2]: #ref-4 [3]: #ref-2 [4]: #ref-9