Abstract STING (Stimulator of Interferon Genes) is a well-known endoplasmic reticulum-anchored adaptor of the innate immunity that triggers the expression of inflammatory cytokines in response to pathogen infection. In cancer cells, this pro-inflammatory pathway can be activated by genomic DNA damage potentiating antitumor immune responses. Here we report that STING promotes cancer cell survival and resistance to genotoxic treatment in a cell-autonomous manner. Mechanistically, we show that STING partly localizes at the inner nuclear membrane in various breast cancer cell lines and clinical tumor samples, and interacts with several proteins of the DNA damage response (DDR). STING overexpression enhances the amount of chromatin-bound DNA-dependent Protein Kinase (DNA-PK) complex, while STING silencing impairs DDR foci formation and DNA repair efficacy. Importantly, this function of STING is independent of its canonical pro-inflammatory pathway. This study highlights a previously unappreciated cell-autonomous tumor-promoting mechanism of STING that opposes its well-documented role in tumor immunosurveillance. Graphical abstract

Abstract The 26S proteasome is the main proteolytic machine involved in protein degradation, thus contributing to homeostasis or stress response of eukaryotic cells. This macromolecular complex, consisting of a 20S core particle assembled with one or two 19S regulatory particles, is highly regulated by phosphorylation. Here we describe the Plasmodium berghei proteasome AAA-ATPase regulatory subunit Rpt3 and show that it binds to protein phosphatase 1, the major parasite phosphatase. In addition, PbRpt3 regulates the activity of the phosphatase both in vitro and in a heterologous model of Xenopus oocytes. Using mutagenesis approaches, we observed that the RVXF motifs of PbRpt3 are involved in this binding and activity. Further use of Xenopus oocyte model and mutagenesis based on the 3D model that we established revealed that the binding capacity of PbRpt3 to ATP may also contribute to its phosphatase-regulating activity. In the parasite, reverse genetic studies suggested an essential role for PbRpt3 since no viable knock-out line could be obtained. Additionally, immunoprecipitation assays followed by mass spectrometry analyses using transgenic PbRpt3-tagged parasites not only confirmed that PbRpt3 belongs to the 19S regulatory particle of the proteasome, but also revealed potential interaction with proteins already shown to play a role in the phospholipid membrane dynamics.

ABSTRACT Virulence of apicomplexan parasites is based on their ability to divide rapidly to produce significant biomass. The regulation of their cell-cycle is therefore key to their pathogenesis. Phosphorylation is a crucial post-transcriptional modification that regulates many aspects of the eucaryotic cell cycle. The phosphatase PP1 is known to play a major role in the phosphorylation balance in eukaryotes. We explored the role of TgPP1 during the cell cycle of the tachyzoite form of the apicomplexan parasite Toxoplasma gondii . Using a conditional mutant strain, we show that TgPP1 regulates many aspects of the cell cycle including the proper assembly of the daughter cells inner membrane complex (IMC), the segregation of organelles and nuclear division. Unexpectedly, depletion of TgPP1 also results in the accumulation of amylopectin, a storage polysaccharide that is normally found in the latent bradyzoite form of the parasite. Using transcriptomics and phosphoproteomics, we show that TgPP1 mainly acts through post-transcriptional mechanisms by dephosphorylating target proteins including IMC proteins. TgPP1 also dephosphorylate a protein bearing a starch binding domain. Mutagenesis analysis reveals that the targeted phospho-sites are linked to the ability of the parasite to regulate amylopectin steady-state levels. Therefore, we show that TgPP1 has pleiotropic roles during the tachyzoite cell cycle regulation, but also regulates amylopectin accumulation.

Abstract Alternative transcription start site (TSS) usage regulation has been identified as a major means of gene expression regulation in metazoans. However, in fungi, its impact remains elusive as its study has thus far been restricted to model yeasts. Here, we first re-analysed TSS-seq data to define genuine TSS clusters in two species of pathogenic Cryptococcu s. We identified two types of TSS clusters associated with specific DNA sequence motifs. Our analysis also revealed that alternative TSS usage regulation in response to environmental cues is widespread in Cryptococcus , altering gene expression and protein targeting. Importantly, we performed a forward genetic screen to identify a unique transcription factor (TF) named Tur1, which regulates alternative TSS (altTSS) usage genome-wide when cells switch from exponential phase to stationary phase. Tur1 has been previously shown to be essential for virulence in C. neoformans . We demonstrated here that a tur1Δ mutant strain is more sensitive to superoxide stress and phagocytosed more efficiently by macrophages than the wild-type (WT) strain.

Abstract Metabolic pathways are now considered as intrinsic virulence attributes of pathogenic bacteria and hence represent potential targets for anti-bacterial strategies. Here, we addressed the role of the pentose phosphate pathway (PPP) and its connections with other metabolic pathways in the pathophysiology of Francisella novicida . The involvement of the PPP in Francisella intracellular life cycle was first demonstrated with the study of PPP inactivation mutants. Indeed, inactivation of tktA, rpiA or rpe genes, severely impaired intramacrophagic multiplication during the first 24 hours. Time-lapse video microscopy demonstrated that rpiA and rpe mutants were able to resume late intracellular bacterial multiplication. To get further insight into the links between the PPP and other metabolic networks of the bacterium, we next performed a thorough proteo-metabolomic analysis of these mutants. We show that the PPP constitutes a major bacterial metabolic hub with multiple connections with glycolysis, tricarboxylic acid cycle and other pathways, such as fatty acid degradation and sulfur metabolism. Hence, our study highlights how the PPP is instrumental to Francisella pathogenesis and growth in its intracellular niche.

Inflammation is implicated in the pathogenesis of many disorders. Here, we show that cystinosin, protein defective in the lysosomal storage disorder cystinosis, is a critical regulator of galectin-3 during inflammation. Cystinosis is a lysosomal storage disorder and despite ubiquitous expression of cystinosin, kidney is the primary organ to be impacted by the disease. Here, we show that cystinosin interacts with galectin-3 and enhances its lysosomal localization and degradation. Galectin-3 is also found overexpressed in the kidney of the mouse model of cystinosis, Ctns-/- mice. Absence of galectin-3 in Ctns-/- mice led to a better renal function and structure, and decreased macrophage/monocyte infiltration in the kidney. Finally, galectin-3 interacts with a protein implicated in the recruitment of monocytes and macrophages during inflammation, Monocyte Chemoattractant Protein-1 (MCP1), that was found increased in the serum of Ctns-/- mice. These findings highlight a new role of cystinosin and galectin-3 interaction in inflammation, providing a mechanistic explanation for kidney disease pathogenesis in cystinosis, which may lead to the identification of new drug targets to delay its progression.

Patients suffering from chronic lung diseases are abnormally colonized by many commensal and pathogenic bacterial species among which Staphylococcus aureus is the most commonly identified pathogen (prevalence in the lungs of cystic fibrosis (CF) patients greater than 70%). However, the mechanisms underlying the adaptation of S. aureus to the lung are poorly understood. To get further insights into the molecular mechanisms of S. aureus adaptation to the chronic immunocompromised lung environment, we selected four pairs of sequential S. aureus isolates from 3 patients with CF and a patient with defective IgG antibody production suffering from chronic lung diseases. We used a combination of genomic, proteomic and metabolomic approaches with functional assays for in-depth characterization of S. aureus long-term persistence during chronic lung infection. We demonstrate that chronic infection with S. aureus is related to the accumulation of genetic modifications inducing altered protein expression profiles and notable metabolic changes. These modifications are concordant with both patient-specific adaptation and convergent evolution of S. aureus isolates. We identified several metabolic pathways (e.g., pantothenate and fatty acids) and virulence regulators (encoded by agr and sae loci) that could constitute therapeutic targets. Importantly, we show that long-term S. aureus infection leads to an increased ability to form biofilm and to a prolonged intracellular survival. Importantly, the increased ability to persist intracellularly was confirmed for S. aureus isolates within the own patient epithelial cells. Our results strongly suggest that the intracellular environment might constitute an important niche of persistence and relapse necessitating adapted antibiotic treatments. Moreover, the multi-omics approach described in this study paves the way towards personalized medicine for the chronic infection management.

MULIBREY nanism which results from autosomal recessive mutations in TRIM37 impacts skeletal development, leading to growth delay with complications in multiple organs. In this study, we employed a combined proteomics and qPCR screening approach to investigate the molecular alterations in the CHON-002 cell line by comparing CHON-002 wild-type (WT) cells to CHON-002 TRIM37 knockdown (KD) cells. Our proteomic analysis demonstrated that TRIM37 depletion predominantly affects the expression of extracellular matrix proteins (ECM). Specifically, nanoLC-MS/MS experiments revealed an upregulation of SPARC, and collagen products (COL1A1, COL3A1, COL5A1) in response to TRIM37 KD. Concurrently, large-scale qPCR assays targeting osteogenesis-related genes corroborated these dysregulations of SPARC at the mRNA level. Gene ontology enrichment analysis highlighted the involvement of dysregulated proteins in ECM organization and TGF-β signaling pathways, indicating a role for TRIM37 in maintaining ECM integrity and regulating chondrocyte proliferation. These findings suggest that TRIM37 deficiency in chondrocytes change ECM protein composition and could impairs long bone growth, contributing to the pathophysiology of MULIBREY nanism.

Alternative transcription start site (TSS) usage regulation has been identified as a major means of gene expression regulation in metazoans. However, in fungi, its impact remains elusive as its study has thus far been restricted to model yeasts. Here, we first re-analyzed TSS-seq data to define genuine TSS clusters in 2 species of pathogenic Cryptococcu s. We identified 2 types of TSS clusters associated with specific DNA sequence motifs. Our analysis also revealed that alternative TSS usage regulation in response to environmental cues is widespread in Cryptococcus , altering gene expression and protein targeting. Importantly, we performed a forward genetic screen to identify a unique transcription factor (TF) named Tur1, which regulates alternative TSS (altTSS) usage genome-wide when cells switch from exponential phase to stationary phase. ChiP-Seq and DamID-Seq analyses suggest that at some loci, the role of Tur1 might be direct. Tur1 has been previously shown to be essential for virulence in C . neoformans . We demonstrated here that a tur1Δ mutant strain is more sensitive to superoxide stress and phagocytosed more efficiently by macrophages than the wild-type (WT) strain.