Abstract The complex cellular architecture of neurons combined with their longevity makes maintaining a healthy mitochondrial network particularly important and challenging. One of the many roles of mitochondrial-ER contact sites (MERCs) is to mediate mitochondrial quality control through regulating mitochondrial turn over. Pdzd8 is a newly discovered MERC protein, the organismal functions of which have not yet been explored. Here we identify and provide the first functional characterization of the Drosophila melanogaster ortholog of Pdzd8. We find that reducing pdzd8-mediated MERCs in neurons slows age-associated decline in locomotor activity and increases lifespan in Drosophila . The protective effects of pdzd8 knockdown in neurons correlate with an increase in mitophagy, suggesting that increased mitochondrial turnover may support healthy aging of neurons. In contrast, increasing MERCs by expressing a constitutive, synthetic ER-mitochondria tether disrupts mitochondrial transport and synapse formation, accelerates age-related decline in locomotion and reduces lifespan. We also show that depletion of pdzd8 rescues the locomotor defects characterizing an Alzheimer’s disease (AD) fly model over-expressing Amyloidβ 1–42 (Aβ 42 ) and prolongs the survival of flies fed with mitochondrial toxins. Together, our results provide the first in vivo evidence that MERCs mediated by the tethering protein pdzd8 play a critical role in the regulation of mitochondrial quality control and neuronal homeostasis.

SUMMARY Most eukaryotic proteins are N-terminally acetylated, but the functional impact on a global scale has remained obscure. Using genome-wide CRISPR knockout screens in human cells, we reveal a strong genetic dependency between a major N-terminal acetyltransferase and specific ubiquitin ligases. Biochemical analyses uncover that both the ubiquitin ligase complex UBR4-KCMF1 and the acetyltransferase NatC recognize proteins bearing an unacetylated N-terminal methionine followed by a hydrophobic residue. NatC KO-induced protein degradation and phenotypes are reversed by UBR knockdown, demonstrating the central cellular role of this interplay. We reveal that loss of Drosophila NatC is associated with male sterility, reduced longevity, and age-dependent loss of motility due to developmental muscle defects. Remarkably, muscle-specific overexpression of UbcE2M, one of the proteins targeted for NatC KO mediated degradation, suppresses defects of NatC deletion. In conclusion, NatC-mediated N-terminal acetylation acts as a protective mechanism against protein degradation, which is relevant for increased longevity and motility. In Brief Varland, Silva et al . define that a major cellular role of N-terminal acetylation is shielding proteins from proteasomal degradation by specific ubiquitin ligases. The human N-terminal acetyltransferase NatC protects the neddylation regulator UBE2M from degradation, while overexpression of Drosophila UBE2M/UbcE2M rescues the longevity and motility defects of NatC deletion. Highlights N-terminal acetylation by NatC protects proteins from degradation, including UBE2M UBR4-KCMF1 targets unacetylated N-terminal Met followed by a hydrophobic residue Drosophila NatC is required for adult longevity and motility in elderly Overexpression of UBE2M/UbcE2M suppresses Drosophila NatC deletion phenotypes

Mutations in PINK1 and Parkin/PRKN cause the degeneration of dopaminergic neurons in familial forms of Parkinson disease but the precise pathogenic mechanisms are unknown. The PINK1/Parkin pathway has been described to play a central role in mitochondrial homeostasis by signaling the targeted destruction of damaged mitochondria, however, how disrupting this process leads to neuronal death until recently was unclear. An elegant study in mice revealed that the loss of Pink1 or Prkn coupled with an additional mitochondrial stress resulted in the aberrant activation of the innate immune signaling, mediated via the cGAS/STING pathway, causing degeneration of dopaminergic neurons and motor impairment. Genetic knockout of Sting was sufficient to completely prevent neurodegeneration and accompanying motor deficits. To determine whether Sting plays a conserved role in Pink1/parkin related pathology, we tested for genetic interactions between Sting and Pink1/parkin in Drosophila. Surprisingly, we found that loss of Sting, or its downstream effector Relish, was insufficient to suppress the behavioral deficits or mitochondria disruption in the Pink1/parkin mutants. Thus, we conclude that phenotypes associated with loss of Pink1/parkin are not universally due to aberrant activation of the STING pathway.

Abstract Genomic variant testing of tumors is a critical gateway for patients to access the full potential of personalized oncology therapeutics. Current methods such as next-generation sequencing are costly and challenging to interpret, while PCR assays are limited in the number of variants they can cover. We developed ASPYRE® (Allele-Specific PYrophosphorolysis REaction) technology to address the urgent need for rapid, accessible and affordable diagnostics informing actionable genomic target variants of a given cancer. The targeted ASPYRE-Lung panel for non-small cell carcinoma covers 114 variants in 11 genes ( ALK, BRAF, EGFR, ERBB2, KRAS, RET, ROS1, MET & NTRK1/2/3 ) to robustly inform clinical management. The assay detects single nucleotide variants, insertions, deletions, and gene fusions from tissue-derived DNA and RNA simultaneously. We tested the limit of detection, specificity, analytical accuracy and analytical precision of ASPYRE-Lung using FFPE lung tissue samples from patients with non-small cell lung carcinoma, variant-negative FFPE tissue from healthy donors, and FFPE-based contrived samples with controllable variant allele fractions. The sensitivity of ASPYRE-Lung was determined to be ≤ 3% variant allele fraction for single nucleotide variants and insertions or deletions, 100 copies for fusions, and 200 copies for MET exon 14 skipping. The specificity was 100% with no false positive results. The analytical accuracy test yielded no discordant calls between ASPYRE-Lung and expected results for clinical samples (via orthogonal testing) or contrived samples, and results were replicable across operators, reagent lots, runs, and real-time PCR instruments with a high degree of precision. The technology is simple and fast, requiring only four reagent transfer steps using standard laboratory equipment (PCR and qPCR instruments) with analysis via a cloud-based analysis algorithm. The ASPYRE-Lung assay has the potential to be transformative in facilitating access to rapid, actionable molecular profiling of tissue for patients with non-small cell carcinoma.