Nitric oxide (NO) is an important signaling compound in prokaryotes and eukaryotes. In plants, NO regulates critical developmental transitions and stress responses. Here, we identify a mechanism for NO sensing that coordinates responses throughout development based on targeted degradation of plant-specific transcriptional regulators, the group VII ethylene response factors (ERFs). We show that the N-end rule pathway of targeted proteolysis targets these proteins for destruction in the presence of NO, and we establish them as critical regulators of diverse NO-regulated processes, including seed germination, stomatal closure, and hypocotyl elongation. Furthermore, we define the molecular mechanism for NO control of germination and crosstalk with abscisic acid (ABA) signaling through ERF-regulated expression of ABSCISIC ACID INSENSITIVE5 (ABI5). Our work demonstrates how NO sensing is integrated across multiple physiological processes by direct modulation of transcription factor stability and identifies group VII ERFs as central hubs for the perception of gaseous signals in plants.

Patient-derived xenograft (PDX) models are widely used in cancer research. To investigate the genomic fidelity of non-small cell lung cancer PDX models, we established 48 PDX models from 22 patients enrolled in the TRACERx study. Multi-region tumor sampling increased successful PDX engraftment and most models were histologically similar to their parent tumor. Whole-exome sequencing enabled comparison of tumors and PDX models and we provide an adapted mouse reference genome for improved removal of NOD scid gamma (NSG) mouse-derived reads from sequencing data. PDX model establishment caused a genomic bottleneck, with models often representing a single tumor subclone. While distinct tumor subclones were represented in independent models from the same tumor, individual PDX models did not fully recapitulate intratumor heterogeneity. On-going genomic evolution in mice contributed modestly to the genomic distance between tumors and PDX models. Our study highlights the importance of considering primary tumor heterogeneity when using PDX models and emphasizes the benefit of comprehensive tumor sampling.

ABSTRACT Molecular subtypes of Small Cell Lung Cancer (SCLC) have been described based on differential expression of transcription factors (TFs) ASCL1, NEUROD1 , POU2F3 and immune-related genes. We previously reported an additional subtype based on expression of the neurogenic TF ATOH1 within our SCLC Circulating tumour cell- Derived eXplant (CDX) model biobank. Here we show that ATOH1 protein was detected in 7/81 preclinical models and 16/102 clinical samples of SCLC. In CDX models, ATOH1 directly regulated neurogenesis and differentiation programs consistent with roles in normal tissues. In ex vivo cultures of ATOH1-positive CDX, ATOH1 was required for cell survival. In vivo , ATOH1 depletion slowed tumour growth and suppressed liver metastasis. Our data validate ATOH1 as a bona fide oncogenic driver of SCLC with tumour cell survival and pro-metastatic functions. Further investigation to explore ATOH1 driven vulnerabilities for targeted treatment with predictive biomarkers is warranted.

Axons are the cable-like protrusions of neurons which wire up the nervous system. Polar bundles of microtubules (MTs) constitute their structural backbones and are highways for life-sustaining transport between proximal cell bodies and distal synapses. Any morphogenetic changes of axons during development, plastic rearrangement, regeneration or degeneration depend on dynamic changes of these MT bundles. A key mechanism for implementing such changes is the coordinated polymerisation and depolymerisation at the plus ends of MTs within these bundles. To gain an understanding of how such regulation can be achieved at the cellular level, we provide here an integrated overview of the extensive knowledge we have about the molecular mechanisms regulating MT de/polymerisation. We first summarise insights gained from work in vitro, then describe the machinery which supplies the essential tubulin building blocks, the protein complexes associating with MT plus ends, and MT shaft-based mechanisms that influence plus end dynamics. We briefly summarise the contribution of MT plus end dynamics to important cellular functions in axons, and conclude by discussing the challenges and potential strategies of integrating the existing molecular knowledge into conceptual understanding at the level of axons.

4130 Background: In NET-02, nal-IRI/5-FU, but not docetaxel, met the primary endpoint of 6-month (mo) progression-free survival (PFS) rate in pts with progressive PD-EP-NEC (1). The prognostic potential of cfDNA in progressive PD-EP-NEC has not been explored in a prospective randomised trial. Methods: NET-02 was a multi-centre, randomised (1:1), phase II trial of IV nal-IRI/5-FU/folinic acid, Q14 days (ARM A), or IV docetaxel, Q21 days (ARM B), as 2L therapy in pts with progressive PD-EP-NEC. Plasma samples were taken at baseline (T0), following 6 weeks of treatment (T1) and at progression (T2). Samples were analysed using a multi-omic next-generation sequencing (NGS) approach (T7-MBD-seq) (measures genome-wide methylation and low pass whole genome copy number alterations (CNA)). The tumour fraction (TF) of cfDNA was determined using ichorCNA and correlated with clinical outcomes using Cox proportional hazards model and Logistic regression. Results: Of 56 pts evaluable for efficacy, there were 54 (96%) T0 samples (48 passed quality control), 31 (55%) at T1 and 20 (36%) at T2. At T0, 36/48 (75%) samples had detectable TF by copy number (using 3% TF cut-off). For the entire cohort, T0 TF was negatively prognostic for overall survival (OS) (Hazard Ratio (HR) 1.17, 95% Confidence interval (CI) 1.00-1.37, P=.044), but not for 6 mo PFS rate (Odds ratio (OR) 1.25, 95% CI 0.91-1.73, P=.17), response rate (RR) (OR 1.11, 95% CI 0.67-1.76, P=.65) or PFS (HR 1.04, 95%CI 0.91-1.20, P=.53). In the entire cohort, median OS split by TF (N=16 each) was 10.2 mo (95% CI 4.1-not available (NA)) for low (TF≤8.6%), 6.9 mo (95% CI 3.4-14.8) for medium (8.6<TF≤24.3%) and 3.7 mo (95% CI 2.8-NA) for high (TF>24.3%). T0 TF was also negatively prognostic for 6 mo PFS rate and OS in ARM A (P=.02, P=.03), but not ARM B (P=.61, P=.48), but was not prognostic for RR or PFS (Table). TF correlated with the presence of liver metastases (Wilcoxon Rank Sum P=.009), but not with ECOG PS (P=.14), sex (P=.10), Ki-67 (P=.39) or age (Spearman rank correlation P=.45). Longitudinal copy number and methylation cfDNA analysis is on-going. Conclusions: These results suggest that it may be possible to stratify prognosis based on amount of baseline TF in patients with progressive PD-EP-NEC, and may also identify patients who would benefit most from the nal-IRI combination. 1. McNamara 2023, EClin Med. Clinical trial information: 03837977. [Table: see text]

Axons are the cable-like neuronal processes wiring the nervous system. They contain parallel bundles of microtubules as structural backbones, surrounded by regularly-spaced actin rings termed the periodic membrane skeleton (PMS). Despite being an evolutionarily-conserved, ubiquitous, highly-ordered feature of axons, the function of PMS is unknown. Here we studied PMS abundance, organisation and function, combining versatile Drosophila genetics with super-resolution microscopy and various functional readouts. Analyses with 11 different actin regulators and 3 actin-targeting drugs suggest PMS to contain short actin filaments which are depolymerisation resistant and sensitive to spectrin, adducin and nucleator deficiency - consistent with microscopy-derived models proposing PMS as specialised cortical actin. Upon actin removal we observed gaps in microtubule bundles, reduced microtubule polymerisation and reduced axon numbers suggesting a role of PMS in microtubule organisation. These effects become strongly enhanced when carried out in neurons lacking the microtubule-stabilising protein Short stop (Shot). Combining the aforementioned actin manipulations with Shot deficiency revealed a close correlation between PMS abundance and microtubule regulation, consistent with a model in which PMS-dependent microtubule polymerisation contributes to their maintenance in axons. We discuss potential implications of this novel PMS function along axon shafts for axon maintenance and regeneration.