Abstract The mechanisms by which the nuclear lamina of tumor cells controls their migration and survival are poorly understood. Lamin A and its variant lamin C are key nuclear lamina proteins that control nucleus stiffness and chromatin conformation. Downregulation of lamin A/C levels in two metastatic lines, B16F10 melanoma and E0771 breast carcinoma, facilitated cell squeezing through rigid pores, elevated nuclear deformability and reduced heterochromatin. Unexpectedly, the transendothelial migration of both cancer cells in vitro and in vivo, through lung capillaries, was not elevated by lamin A/C knockdown. Both cancer cells with lamin A/C knockdown grew normally in primary tumors and in vitro on rigid surfaces. Strikingly, however, both lamin A/C deficient melanoma and breast cancer cells grew poorly in 3D spheroids expanded in soft agar cultures. Experimental lung metastasis of both lamin A/C knockdown cells was also markedly reduced. Taken together, our results suggest that high content of lamin A/C in multiple cancer cells promotes cancer cell survival and ability to generate lung metastasis without compromising cancer cell emigration from lung vessels.

Abstract Phytoplankton play a crucial role in global primary production and can form vast blooms in aquatic ecosystems. Bloom demise and the rapid turnover of phytoplankton are suggested to involve programmed cell death (PCD) induced by diverse environmental stressors. However, fundamental knowledge of the PCD molecular components in algae and protists in general remains elusive. Previously, we revealed that early oxidation in the chloroplast predicted subsequent cell death or survival in isogenic subpopulations that emerged following H 2 O 2 treatment in the diatom Phaeodactylum tricornutum . Here, we performed transcriptome analysis of sorted sensitive oxidized cells and resilient reduced cells, to discover genes linked to their contrasting fates. By cross-comparison with a large-scale mutant screen in the green alga Chlamydomonas reinhardtii , we identified functionally relevant conserved PCD gene candidates, including the cysteine protease cathepsin X/Z ( CPX ). CPX mutants in P. tricornutum CPX1 and C. reinhardtii CEP12 both exhibited profound resilience to oxidative stress, supporting a conserved function in algal PCD. P. tricornutum cpx1 mutants, generated using CRISPR-Cas9, also exhibited resilience to the toxic diatom-derived infochemical cyanogen bromide. Phylogenetic and predictive structural analyses show that CPX is highly conserved in eukaryotes, and algae of the green and red lineages exhibit strong structural similarity to human cathepsin CTSZ . CPX is expressed by diverse algae across the oceans and during toxic Pseudo-nitzschia blooms, supporting its ecological importance. Elucidating PCD components in algae sheds light on the evolutionary origin of PCD in unicellular organisms, and on the cellular strategies employed by the population to cope with stressful conditions.

Abstract Acanthamoeba polyphaga mimivirus (Mimivirus) is a giant virus that infects Acanthamoeba species – opportunistic human pathogens. We applied long- and short-read sequencing to generate a de novo transcriptome of the host and followed the dynamics of both host and virus transcriptomes over the course of infection. The assembled transcriptome of the host included 22,604 transcripts and 13,043 genes, with N50 = 2,372 nucleotides. Functional enrichment analysis revealed major changes in the host transcriptome, namely, enrichment in downregulated genes associated with cytoskeleton homeostasis and DNA replication, repair, and nucleotide synthesis. These modulations, together with those implicated by other enriched processes, indicate cell cycle arrest, an event we demonstrated experimentally. We also observed upregulation of host genes associated with transcription, secretory pathways and, as reported here for the first time, peroxisomes and the ubiquitin-proteasome system. In Mimivirus, the early stages of infections were marked by upregulated genes related to DNA replication, transcription, translation, and nucleotide metabolism, and the later stages, by enrichment in genes associated with lipids metabolism, carbohydrates, and proteases. Some of the changes observed in the amoebal transcriptome likely point to Mimivirus infection causing the dismantling of the host cytoskeleton, the translocation of endoplasmic reticulum membranes to viral factory areas, and cell cycle arrest.

An essential interaction between sunlight and eukaryotes involves the production of vitamin D through exposure to ultraviolet-B (UV-B) radiation. While extensively studied in vertebrates, the role of vitamin D in non-animal eukaryotes like microalgae remains unclear. Emiliania huxleyi, a microalga inhabiting shallow ocean depths exposed to UV-B radiation, is well-suited for this research. Our results show that E. huxleyi can produce vitamin D2 and D3, pointing to their potential role in the algal physiology. We further show that E. huxleyi algae respond to vitamin D at the transcriptional level, regulating the expression of protective mechanisms such as the light-harvesting complex stress-related protein (LHCSR) and heme oxygenase, and that vitamin D enhances the algal photosynthetic performance while reducing harmful reactive oxygen species buildup. Understanding the function of vitamin D in E. huxleyi has broader implications, shedding light on its role in non-animal eukaryotes and its potential importance in marine ecosystems. This research sets the stage for further investigations into the complex relationship between sunlight, vitamin D, and microalgal physiology, which contributes to our understanding of how eukaryotes adapt to diverse environmental conditions.

Abstract Extracellular vesicles are produced by organisms from all kingdoms and serve a myriad of functions, many of which involve cell-cell signaling, especially during stress conditions and host-pathogen interactions. In the marine environment, communication between microorganisms can shape trophic level interactions and population succession, yet we know very little about the involvement of vesicles in these processes. In a previous study, we showed that vesicles produced during viral infection by the ecologically important model alga Emiliania huxleyi , could act as a pro-viral signal, by expediting infection and enhancing the half-life of the virus in the extracellular milieu. Here, we expand our laboratory findings and show the effect of vesicles on natural populations of E. huxleyi in a mesocosm setting. We profile the small-RNA (sRNA) cargo of vesicles that were produced by E. huxleyi during bloom succession, and show that vesicles applied to natural assemblages expedite viral infection and prolong the half-life of this major mortality agent of E. huxleyi . We subsequently reveal that exposure of the natural assemblage to E. huxleyi -derived vesicles modulates not only host-virus dynamics, but also other components of the microbial food webs, thus emphasizing the importance of extracellular vesicles to microbial interactions in the marine environment.

Abstract Lymphocyte priming in lymph nodes (LNs) depends on the formation of functional TCR specific immune synapses (ISs) with antigen (Ag) presenting dendritic cells. The high affinity LFA-1 ligand ICAM-1 has been implicated in different ISs studied in vitro . The in vivo roles of DC ICAM-1 in Ag stimulated T cell differentiation have been unclear. In newly generated DC conditional ICAM-1 knockout mice, we report that under Th1 polarizing conditions, ICAM-1 deficient DCs could not engage in stable conjugates with newly generated CD8 blasts. Nevertheless, these DCs triggered normal lymphocyte priming, proliferation and differentiation into functional cytotoxic T cells (CTLs) and central memory lymphocytes (Tcm) in both vaccinated and virus infected skin. Single cell RNAseq analysis confirmed that Tcm were normally generated in these mice and gave rise to normal T effectors during a recall skin response. Our results suggest that although CD8 T cell blasts tightly bind DC-ICAM-1, strongly adhesive DC-T ISs are not necessary for functional TCR dependent DC mediated CD8 T cell proliferation and differentiation into productive effector and memory lymphocytes. Summary Sapoznikov et al generated a new genetic murine model deficient in dendritic cell expression of the key adhesion molecule ICAM-1 and found that CD8 lymphocytes do not require strong adhesion to dendritic cells for antigen-dependent differentiation into effector and memory T cells.