Methyl-CpG-binding protein 2 (MeCP2) is a ubiquitously expressed nuclear protein that is involved in transcriptional regulation and chromatin remodeling. MeCP2 exists in two isoforms, MeCP2 E1 and MeCP2 E2, which share the same functional domains. Loss-of-function mutations in the MeCP2 gene are the main cause of Rett syndrome (RTT). Previous studies identified a direct interaction between MeCP2 and Lens Epithelium-derived Growth Factor (LEDGF), a transcriptional regulator that also exists in two isoforms, LEDGF/p75 and LEDGF/p52. Here, we further characterized the molecular and functional interaction between MeCP2 and LEDGF. The NID domain in MeCP2 is crucial for the binding to the PWWP-CR1 region of LEDGF. Introduction of R306C, a known RTT mutation in the NID of MeCP2, reduced the interaction with LEDGF. Our data reveal mutual inhibition of MeCP2 and LEDGF multimerization due to overlapping binding sites. In line with this observation, LEDGF depletion resulted in enlarged MeCP2 and heterochromatin condensates in NIH3T3 cells. Unraveling the molecular interaction and functional impact of the MeCP2-LEDGF interaction will increase our understanding of RTT pathogenesis.

Rett syndrome is a rare neurodevelopmental disorder resulting from de novo mutations in the X-linked Methyl-CpG Binding Protein 2 gene. Current treatments for Rett syndrome are solely symptomatic. Symptoms typically manifest between 6 to 18 months, marked by microcephaly and impaired motor coordination. The condition progresses until adulthood, entering a stable phase. Over 800 mutations are associated with Rett syndrome, the most common is the T158M located in the Methyl-Binding domain of MeCP2, significantly impacting its stability and function due to its role in DNA binding through recognising methylated CpG sites. MeCP2 is a nuclear protein forming condensates seen as speckles in NIH3T3 cells. A high-content phenotypic assay was developed to detect fluorescent MeCP2 speckles in NIH3T3 cells, enabling the identification of small molecules that stabilize MeCP2-T158M, rescuing speckle formation. Screening 3572 drugs revealed 18 hits that rescued at least 25% of speckles in the mutant cell line. Notably, histone deacetylase inhibitors emerged as one class of effective hits, showing 25% speckle rescue in mutant MeCP2 without toxicity, offering promise for novel drug discovery.

The size and shape of organs is tightly controlled to achieve optimal function. Natural morphological variations often represent functional adaptations to an ever-changing environment. For instance, variation in head morphology is pervasive in insects and the underlying molecular basis is starting to be revealed in the Drosophila genus for species of the melanogaster group. However, it remains unclear whether similar diversifications are governed by similar or different molecular mechanisms over longer timescales. To address this issue, we used species of the virilis phylad because they have been diverging from D. melanogaster for at least 40 million years. Our comprehensive morphological survey revealed remarkable differences in eye size and head shape among these species with D. novamexicana having the smallest eyes and southern D. americana populations having the largest eyes. We show that the genetic architecture underlying eye size variation is complex with multiple associated genetic variants located on most chromosomes. Our genome wide association study (GWAS) strongly suggests that some of the putative causative variants are associated with the presence of inversions. Indeed, northern populations of D. americana share derived inversions with D. novamexicana and they show smaller eyes compared to southern ones. Intriguingly, we observed a significant enrichment of genes involved in eye development on the 4th chromosome after intersecting chromosomal regions associated with phenotypic differences with those showing high differentiation among D. americana populations. We propose that variants associated with chromosomal inversions contribute to both intra- and inter-specific variation in eye size among species of the virilis phylad.