By stimulating human lymphocytes with an autologous renal carcinoma, we obtained CTL recognizing an antigen derived from a novel, ubiquitous protein. The CTL failed to lyse autologous EBV-transformed B cells, even though the latter express the protein. This is due to the presence in these cells of immunoproteasomes, which, unlike standard proteasomes, cannot produce the antigenic peptide. We show that dendritic cells also carry immunoproteasomes and fail to present this antigen. This may explain why the relevant CTL escape thymic deletion and are not regularly activated in the periphery. Lack of cleavage by the immunoproteasome was also observed for melanoma differentiation antigen Melan-A26-35/HLA-A2, currently used for antitumoral vaccination. For immunization with such antigens, proteins should be less suitable than peptides, which do not require proteasome digestion in dendritic cells.

Abstract Malignant progression results from a dynamic cross-talk between stromal and cancer cells. Recent evidence suggests that this cross-talk is mediated to a significant extent by exosomes, nanovesicles secreted by most cell types and which allow the transfer of proteins, lipids, and nucleic acids between cells. Adipocytes are a major component of several tumor microenvironments, including that of invasive melanoma, where cells have migrated to the adipocyte-rich hypodermic layer of the skin. We show that adipocytes secrete exosomes in abundance, which are then taken up by tumor cells, leading to increased migration and invasion. Using mass spectrometry, we analyzed the proteome of adipocyte exosomes. Interestingly, these vesicles carry proteins implicated in fatty acid oxidation (FAO), a feature highly specific to adipocyte exosomes. We further show that, in the presence of adipocyte exosomes, FAO is increased in melanoma cells. Inhibition of this metabolic pathway completely abrogates the exosome-mediated increase in migration. Moreover, in obese mice and humans, both the number of exosomes secreted by adipocytes as well as their effect on FAO-dependent cell migration are amplified. These observations might in part explain why obese melanoma patients have a poorer prognosis than their nonobese counterparts. Cancer Res; 76(14); 4051–7. ©2016 AACR.

Abstract Obesity favours the occurrence of locally disseminated prostate cancer in the periprostatic adipose tissue (PPAT) surrounding the prostate gland. Here we show that adipocytes from PPAT support the directed migration of prostate cancer cells and that this event is strongly promoted by obesity. This process is dependent on the secretion of the chemokine CCL7 by adipocytes, which diffuses from PPAT to the peripheral zone of the prostate, stimulating the migration of CCR3 expressing tumour cells. In obesity, higher secretion of CCL7 by adipocytes facilitates extraprostatic extension. The observed increase in migration associated with obesity is totally abrogated when the CCR3/CCL7 axis is inhibited. In human prostate cancer tumours, expression of the CCR3 receptor is associated with the occurrence of aggressive disease with extended local dissemination and a higher risk of biochemical recurrence, highlighting the potential benefit of CCR3 antagonists in the treatment of prostate cancer.

Abstract Motivation The proteomics field requires the production and publication of reliable mass spectrometry-based identification and quantification results. Although many tools or algorithms exist, very few consider the importance of combining, in a unique software environment, efficient processing algorithms and a data management system to process and curate hundreds of datasets associated with a single proteomics study. Results Here, we present Proline, a robust software suite for analysis of MS-based proteomics data, which collects, processes and allows visualization and publication of proteomics datasets. We illustrate its ease of use for various steps in the validation and quantification workflow, its data curation capabilities and its computational efficiency. The DDA label-free quantification workflow efficiency was assessed by comparing results obtained with Proline to those obtained with a widely used software using a spiked-in sample. This assessment demonstrated Proline’s ability to provide high quantification accuracy in a user-friendly interface for datasets of any size. Availability and implementation Proline is available for Windows and Linux under CECILL open-source license. It can be deployed in client–server mode or in standalone mode at http://proline.profiproteomics.fr/#downloads. Supplementary information Supplementary data are available at Bioinformatics online.

Abstract The mycobacterial envelope is unique, containing the so-called mycomembrane (MM) composed of very-long chain fatty acids, mycolic acids (MA). Presently, the molecular composition of the MM remains unproven, due to the diversity of methods used for determining its composition. The plasma membranes (PM) and the native MM-containing cell walls (MMCW) of two rapid-growing mycobacterial species, Mycobacterium aurum and M. smegmatis , were isolated from their cell lysates by differential ultracentrifugation. Transmission electron microscopy and biochemical analyses demonstrated that the two membranes were virtually pure. Bottom-up quantitative proteomics study indicated a different distribution of more than 2,100 proteins between the PM and MMCW. Among these, the mannosyltransferase PimB, galactofuranosyltransferase GlfT2, Cytochrome p450 and ABC transporter YjfF, were most abundant in the PM, which also contain lipoglycans, phospholipids, including phosphatidylinositol mannosides, and only a tiny amount of other glycolipids. Antigen85 complex proteins, porins and the putative transporters MCE protein family were mostly found in MMCW fraction that contains MA esterifying arabinogalactan, constituting the inner leaflet of MM. Glycolipids, phospholipids and lipoglycans, together with proteins, presumably composed the outer leaflet of the MM, a lipid composition that differs from that deduced from the widely used extraction method of mycobacterial cells with dioctylsulfosuccinate sodium.

ABSTRACT PA28γ is a nuclear activator of the 20S proteasome involved in the regulation of several essential cellular processes, such as cell proliferation, apoptosis, nuclear dynamics and cellular stress response. Unlike the 19S regulator of the proteasome, which specifically recognizes ubiquitylated proteins, PA28γ promotes the degradation of several substrates by the proteasome in an ATP- and ubiquitin-independent manner. However its exact mechanisms of action are unclear and likely to involve additional partners that remain to be identified. Here we report the identification of the first cofactor of PA28γ, PIP30/FAM192A. PIP30 binds directly and specifically via its C-terminal end and in an interaction stabilized by casein kinase 2 phosphorylation to both free and 20S proteasome-associated PA28γ. Its recruitment to proteasome-containing complexes depends on PA28γ and its expression increases the association of PA28γ with the 20S proteasome in cells. Further dissection of its possible roles shows that PIP30 alters PA28γ-dependent activation of peptide degradation by the 20S proteasome in vitro and negatively controls in cells the presence of PA28γ in Cajal Bodies by inhibition of its association with the key Cajal body component coilin. Altogether, our data show that PIP30 deeply affects PA28γ interactions with cellular proteins, including 20S proteasome, demonstrating that it is an important regulator of PA28γ in cells and thus a new player in the control of the multiple functions of the proteasome within the nucleus. Significance Statement The 20S proteasome is a key actor of the control of protein levels and integrity in cells. To perform its multiple functions, it works with a series of regulators, among which a nuclear complex called PA28γ. In particular, PA28γ participates in the regulation of cell proliferation and nuclear dynamics. We describe here the characterization of a novel protein, PIP30/FAM192A, which binds tightly to PA28γ and favors its interaction with the 20S proteasome while inhibiting its association with coilin, a central component of nuclear Cajal bodies. Thus PIP30/FAM192A critically controls the interactome and consequently the functions of PA28γ, and appears to be a new player in the fine regulation of intracellular proteostasis in the cell nucleus.

Abstract The PI3K pathway is highly active in human cancers. The four class I isoforms of PI3K are activated by distinct mechanisms leading to a common downstream signaling. Their downstream redundancy is thought to be responsible for treatment failures of PI3K inhibitors. We challenged this concept, by mapping the differential phosphoproteome evolution in response to PI3K inhibitors with different isoform selectivity patterns in pancreatic cancer, a disease currently without effective therapy. In this cancer, the PI3K signal was shown to control cell proliferation. We compared the effects of LY294002 that inhibit with equal potency all class I isoenzymes and downstream mTOR with the action of inhibitors with higher isoform-selectivity towards PI3Kα, PI3Kβ or PI3Kγ (namely A66, TGX-221 and AS-252424). A bioinformatics global pathway analysis of phosphoproteomics data allowed us to identify common and specific signals activated by PI3K inhibitors supported by the biological data. AS-252424 was the most effective treatment and induced apoptotic pathway activation as well as the highest changes in global phosphorylation-regulated cell signal. However, AS-252424 treatment induced re-activation of Akt, therefore decreasing the treatment outcome on cell survival. Reversely, AS-252424 and A66 combination treatment prevented p-Akt reactivation and led to synergistic action in cell lines and patient organoids. The combination of clinically approved α-selective BYL-719 with γ-selective IPI-549 was more efficient than single molecule treatment on xenograft growth. Mapping unique adaptive signaling responses to isoform-selective PI3K inhibition will help to design better combinative treatments that prevent the induction of selective compensatory signals. Graphical abstract Significance Half of all human cancers show increased PI3K activity but the mutational pattern of the PI3K pathway is not sufficient to predict sensitivity to PI3K inhibitors. By identifying for the first time specific signaling induced by PI3K inhibitors with different isoform-selectivity patterns, we provide insight in how to handle heterogeneity of PI3K expression in tumor samples for the choice of available PI3K-targetting drugs. Our work provides a roadmap to target the PI3K pathway, balancing the use of isoform-selective PI3K inhibitors with personalized information extending beyond the specific mutational status.

Abstract Bacterial microcompartments (BMCs) are self-assembling protein megacomplexes that encapsulate metabolic pathways. Although approximately 20% of sequenced bacterial genomes contain operons encoding putative BMCs, few have been thoroughly characterized, nor any in the most studied Escherichia coli strains. We used an interdisciplinary approach to gain deep molecular and functional insights into the ethanolamine utilization (Eut) BMC system encoded by the eut operon in E. coli K-12. The eut genotype was linked with the ethanolamine utilization phenotype using deletion and overexpression mutants. The subcellular dynamics and morphology of the E. coli Eut BMC were characterized in cellula by fluorescence microscopy and electron (cryo)microscopy. The minimal proteome reorganization required for ethanolamine utilization and the in vivo stochiometric composition of the Eut BMC were determined by quantitative proteomics. Finally, the first flux map connecting the Eut BMC with central metabolism in cellula was obtained by genome scale modelling and 13 C-fluxomics. Our results reveal that, contrary to previous suggestions, ethanolamine serves both as a nitrogen and a carbon source in E. coli K-12, while also contributing significant metabolic overflow. Overall, this study provides a quantitative molecular and functional understanding of the BMCs involved in ethanolamine assimilation by E. coli . Importance The properties of BMCs make them an ideal tool to build orthogonal network structures with minimal interactions with native metabolic and regulatory networks. However, this requires an understanding of how BMCs work natively. In this study, we combined genetic manipulation, multi-omics, modelling and microscopy to address this issue for Eut BMCs. We show that the Eut BMC in E. coli turns ethanolamine into usable carbon and nitrogen substrates to sustain growth. These results improve our understanding of compartmentalization in a widely used bacterial chassis.