Abstract Cytokine inducible SH2-containing protein (CISH) is a natural killer (NK) cell negative regulator of cytokine signaling pathway. To further understand CISH functions in NK cells, we developed a conditional Cish -deficient mouse model in NK cells ( Cish fl/fl Ncr1 Ki/+ ). We detected no developmental or homeostatic difference in NK cells. However, global gene expression of Cish fl/fl Ncr1 Ki/+ NK cells compared to Cish +/+ Ncr1 Ki/+ NK cells revealed upregulation of pathways and genes associated with NK cell cycling and activation. We show that CISH does not only regulate interleukin-15 (IL-15) signaling pathways but also natural cytotoxicity receptors (NCR) pathways. Indeed, CISH protein expression level increases upon NCR triggering. Primed Cish fl/fl Ncr1 Ki/+ NK cells display increased activation upon NCR stimulation. Cish fl/fl Ncr1 Ki/+ NK cells display lower activation thresholds and Cish fl/fl Ncr1 Ki/+ mice are more resistant to tumor metastasis. Remarkably, we found that Cish fl/fl Ncr1 Ki/+ mice were also more resistant to primary breast cancer growth in addition to superior control of spontaneous tumor metastasis. CISH deletion favors NK cell accumulation to the primary tumor, optimizes NK cell killing properties and decreases TIGIT immune checkpoint receptor expression, limiting NK cell exhaustion. Finally, we argue that specifically enhancing NK cell function is sufficient to boost anti-tumor response to both primary and secondary tumor models. Using CRISPRi, we then targeted CISH in human NK-92 or primary NK cells. According to the results in our mouse model, CISH deletion favors NCR signaling and anti-tumor functions in human NK cells. Our results validate CISH as an emerging therapeutic target to enhance NK cell immunotherapy.

Abstract Meiotic recombination shows broad variations across species and along chromosomes, and is often suppressed at and around genomic regions determining sexual compatibility such as mating type loci in fungi. Here we show that the absence of Spo11-DSBs and meiotic recombination on Lakl0C-left, the chromosome arm containing the sex locus of the Lachancea kluyveri budding yeast, results from the absence of recruitment of the two chromosome axis proteins Red1 and Hop1, essential for proper Spo11-DSBs formation. Furthermore, cytological observation of spread pachytene meiotic chromosomes reveals that Lakl0C-left does not undergo synapsis. However, we show that the behavior of Lakl0C-left is independent of its particularly early replication timing and is not accompanied by any peculiar chromosome structure as detectable by Hi-C in this yet poorly studied yeast. Finally, we observed an accumulation of heterozygous mutations on Lakl0C-left and a sexual dimorphism of the haploid meiotic offspring, supporting a direct effect of this absence of meiotic recombination on L. kluyveri genome evolution and fitness. Because suppression of meiotic recombination on sex chromosomes is widely observed across eukaryotes, the novel mechanism for recombination suppression described here may apply to other species, with the potential to impact sex chromosome evolution.

Abstract During meiosis, the programmed formation of DNA double-strand breaks (DSBs) by Spo11, a conserved topoisomerase-like protein, initiates homologous recombination that leads to crossovers between homologous chromosomes, essential for accurate segregation and genome evolution. Because DSBs are a threat to genome integrity, their number, distribution and timing of formation are regulated during the meiotic program. In S. cerevisiae , DSB interference prevents the coincident formation of DNA double-strand breaks (DSBs) in neighboring hotspots through a Tel1/ATM dependent mechanism that remains unexplored. Here, we demonstrate that Tel1 is recruited to meiotic DSBs hotspots in response to Spo11-DSB formation. Tel1 also localizes to chromosomal axis sites in a DSB-dependent manner, thus supporting the TLAC model that postulates meiotic DSBs are being formed within the chromosome axis environment. Tel1 recruitment to meiotic DSBs, DSB interference and the meiotic DNA damage checkpoint are dependent on both the Tel1-FATC domain and the C-terminal moiety of Xrs2, known to mediate Tel1-Xrs2 interaction in somatic cells. However, in a Xrs2 (FxF/Y) mutant DSBs interference remains functional despite Tel1 binding to DSB sites being significantly reduced and the Tel1-dependent DNA damage checkpoint abolished. Altogether, this work highlights the complex regulation of Tel1 multiple functions in meiotic cells, and fine-tuning through interaction with Xrs2.

PLZF (promyelocytic leukemia zinc finger) is a transcription factor acting as a global regulator of hematopoietic commitment. PLZF displays an epigenetic specificity by recruiting chromatin-modifying factors but little is known about its role in remodeling chromatin of cells committed towards a given specific hematopoietic lineage. In murine myeloid progenitors, we decipher a new role for PLZF in restraining active genes and enhancers by targeting acetylated lysine 27 of Histone H3 (H3K27ac). Functional analyses reveal that active enhancers bound by PLZF are involved in biological processes related to metabolism and associated with hematopoietic aging. Comparing the epigenome of young and old myeloid progenitors, we reveal that H3K27ac variation at active enhancers is a hallmark of hematopoietic aging. Taken together, these data suggest that PLZF, associated with active enhancers, appears to restrain their activity as an epigenetic gatekeeper of hematopoietic aging.

ABSTRACT Cytogenetic normal AML with NPM1 mutations forms a distinct AML entity, associated with an intermediate prognosis and a heterogeneous response to treatment. We previously described an epigenetic biomarker, defined by the level of H3K27me3 on 70kb of the HIST1 cluster in patient blast DNA. This epigenetic mark separates cytogenetically normal NPM1 mut AML into two groups of patients differing in their survival rate following chemotherapy. To better characterize the influence of the biomarker on disease progression, we performed transcriptomic and histone mark profiling on patient blasts according to the level of H3K27me3 HIST1 . Our integrated analysis revealed that the two groups of patients display differences in terms of transcriptomic, chromatin landscape and cell surface markers, which could explain the clinical difference. Our profiling revealed novel targets and therefore constitutes an (epi)transcriptomic resource for NPM1 AML. It also highlights the power of epigenetic profiling to dissect the heterogeneity of a single AML genetic entity.

ABSTRACT Cancer relapse is caused by a subset of malignant cells that are resistant to treatment. To characterize resistant cells and their vulnerabilities, we studied the retinoic acid (RA)-resistant PLZF-RARA acute promyelocytic leukemia (APL) using single-cell multi-omics. We uncovered transcriptional and chromatin heterogeneity in leukemia cells and identified a subset of cells resistant to RA that depend on a fine-tuned transcriptional network targeting the epigenetic regulator Enhancer of Zeste Homolog 2 (EZH2). Epigenomic and functional analyses validated EZH2 selective dependency of PLZF-RARA leukemia and its driver role in RA resistance. Targeting pan-EZH2 activities (canonical/non-canonical) was necessary to eliminate leukemia relapse initiating cells, which underlies a dependency of resistant cells on an EZH2 non-canonical activity and the necessity to degrade EZH2 to overcome resistance. Our study provides critical insights into the mechanisms of RA resistance that allow us to eliminate treatment-resistant leukemia cells by targeting EZH2, thus highlighting a potential targeted therapy approach. HIGHLIGHTS - sc-RNAseq identifies PLZF-RARA leukemia heterogeneity and retinoic acid resistant cells - sc-ATACseq refines leukemic cell identity and resolves retinoic acid resistant networks - EZH2 is a selective dependency of PLZF-RARA leukemia and drives retinoic acid resistance - Targeting pan-EZH2 activities (canonical/non-canonical) is necessary to overcome leukemia onset