ABSTRACT Repression of retrotransposition is crucial for the successful fitness of a mammalian organism. The domesticated transposon protein L1TD1, derived from LINE-1 ORF1p, is an RNA-binding protein that is expressed only in some cancers and early embryogenesis. In human embryonic stem cells it is found to be essential for maintaining pluripotency. In cancer, L1TD1 expression is highly correlative with malignancy progression and as such considered a potential prognostic factor for tumors. However, its molecular role in cancer remains largely unknown. Our findings reveal that DNA hypomethylation induces the expression of L1TD1 in HAP1 human tumor cells. L1TD1 depletion significantly modulates both the proteome and transcriptome and thereby reduces cell viability. Notably, L1TD1 associates with LINE-1 transcripts and interacts with LINE-1 ORF1p protein, thereby facilitating LINE-1 retrotransposition. Our data suggest that L1TD1 collaborates with its ancestral LINE-1 ORF1p as an RNA chaperone, ensuring the efficient retrotransposition of LINE-1 retrotransposons, rather than directly impacting the abundance of L1TD1 targets. In this way, L1TD1 might have an important role not only during early development but also in tumorigenesis.

Abstract Post-translational modifications of histones are important regulators of the DNA damage response (DDR). By using affinity purification mass spectrometry (AP-MS) we discovered that genetic suppressor element 1 (GSE1) forms a complex with the HDAC1/CoREST deacetylase/demethylase co-repressor complex. In-depth phosphorylome analysis revealed that loss of GSE1 results in impaired DDR, ATR signalling and γH2AX formation upon DNA damage induction. Altered profiles of ATR target serine-glutamine motifs (SQ) on DDR-related hallmark proteins point to a defect in DNA damage sensing. In addition, GSE1 knock-out cells showed hampered DNA damage-induced phosphorylation on SQ motifs of regulators of histone post-translational modifications, suggesting altered histone modification. While loss of GSE1 does not affect the histone deacetylation activity of CoREST, GSE1 appears to be essential for binding of the deubiquitinase USP22 to CoREST and for the deubiquitination of H2B K120 in response to DNA damage. The combination of deacetylase, demethylase, and deubiquitinase activity makes the USP22-GSE1-CoREST subcomplex a multi enzymatic eraser that seems to play an important role during DDR. Since GSE1 has been previously associated with cancer progression and survival our findings are potentially of high medical relevance.

Abstract Histone deacetylases are key epigenetic regulators that control T cell-mediated immunity. A T cell-specific deletion of Hdac1 (HDAC1 cKO ) protects mice against experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). However, it remains elusive whether inhibition of HDAC1 enzymatic activity, which could be achieved therapeutically by HDAC1 inhibitor treatment, is sufficient to block EAE induction. In order to address this question, we generated a novel mouse strain that expresses catalytically inactive HDAC1 (HDAC1 Off ) from the Rosa26 locus in HDAC1 cKO CD4 + T cells to mimic selective inhibition of HDAC1 enzymatic activity in vivo . Mice expressing wildtype HDAC1 in HDAC1 cKO CD4 + T cells (HDAC1 On ) were generated as corresponding controls. In contrast to HDAC1 On mice, HDAC1 Off mice did not develop EAE, and this correlated with diminished leukocyte CNS infiltration. HDAC1 Off CD4 + T cells in the CNS displayed a severe reduction of IFNγ, IL-17A and TNFα proinflammatory cytokine expression, and in vivo activated HDAC1 Off CD4 + T cells downregulated gene sets associated with T cell activation, cytokine expression and cell migration. This indicates impaired effector functions of HDAC1 Off CD4 + T cells. Taken together, our study demonstrates that the inhibition of the catalytic activity of HDAC1 in T cells is sufficient to achieve a clinical benefit in EAE disease development. This raises the translational perspective of pharmacological HDAC1 inhibition for treating human T cell-mediated autoimmune diseases. Highlights Successful generation of a novel mouse model that expresses enzymatic-inactive HDAC1 to mimic HDAC1 inhibitor treatment in vivo . Mice expressing enzymatically inactive HDAC1 instead of WT HDAC1 in T cells do not develop EAE and display diminished leukocyte CNS infiltration. In vivo activated CD4 + T cells expressing enzymatic inactive HDAC1 downregulate pathways important for T cell activation, cytokine expression and cell migration. Demonstrate the proof-of-principle that targeting the enzymatic activity of HDAC1 is a promising treatment strategy for autoimmune diseases.