Research Article1 December 1991free access The p65 subunit is responsible for the strong transcription activating potential of NF-kappa B. M.L. Schmitz M.L. Schmitz Laboratorium für Molekulare Biologie, Ludwig-Maximillians-Universität München, Martinsried, FRG. Search for more papers by this author P.A. Baeuerle P.A. Baeuerle Laboratorium für Molekulare Biologie, Ludwig-Maximillians-Universität München, Martinsried, FRG. Search for more papers by this author M.L. Schmitz M.L. Schmitz Laboratorium für Molekulare Biologie, Ludwig-Maximillians-Universität München, Martinsried, FRG. Search for more papers by this author P.A. Baeuerle P.A. Baeuerle Laboratorium für Molekulare Biologie, Ludwig-Maximillians-Universität München, Martinsried, FRG. Search for more papers by this author Author Information M.L. Schmitz1 and P.A. Baeuerle1 1Laboratorium für Molekulare Biologie, Ludwig-Maximillians-Universität München, Martinsried, FRG. The EMBO Journal (1991)10:3805-3817https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1991.tb04950.x PDFDownload PDF of article text and main figures. ToolsAdd to favoritesDownload CitationsTrack CitationsPermissions ShareFacebookTwitterLinked InMendeleyWechatReddit Figures & Info The nuclear form of the NF-kappa B transcription factor binds to DNA as a heterodimer of a 50 kDa (p50) and 65 kDa (p65) polypeptide. The two polypeptides are encoded by different genes but share a long region of homology, the NRD motif, encompassing domains required for DNA binding and dimerization. In this study we have analysed the contribution of the two subunits to the strong transactivating potential of NF-kappa B. Transient expression of the p65 subunit alone resulted in a potent transactivation of a CAT reporter construct under the control of two NF-kappa B binding sites in monkey COS and mouse L cells. The strongly DNA binding p50 subunit showed only very weak, if any, induction of gene expression. Co-expression of p50 suppressed the transactivation by p65 presumably by competitive DNA binding of transcriptionally inactive p50 dimers (KBF1). Fusion of p65 sequences to DNA binding domain of the yeast GAL4 transcription factor allowed detection of the principal transactivation domain of p65 (TA1) in the C-terminal 30 amino acid sequence. TA1 is likely to adopt an amphipathic alpha-helical structure which clusters serine residues on the hydrophilic surface, a structural feature conserved between human, mouse and Xenopus p65. The unique C-terminal third of p65 contained at least one more activation domain, TA2, within a 90 amino acid sequence directly adjacent to TA1. In two mammalian cell lines, TA1 and TA2 acted separately, while in an insect cell line, the two domains were inactive after their separation. Our study suggests that the p50 subunit in NF-kappa B might only serve a helper function in DNA binding whereas the p65 subunit is responsible for initiating transcription. Homodimers of p50 seem to have the potential of down-regulating kappa B-specific gene expression. Previous ArticleNext Article Volume 10Issue 121 December 1991In this issue RelatedDetailsLoading ...

Interleukin-6 (IL-6) is a pleiotropic cytokine, which is involved in inflammatory and immune responses, acute phase reactions, and hematopoiesis. In the mouse fibrosarcoma cell line L929, the nuclear factor (NF)-κB plays a crucial role in IL-6 gene expression mediated by tumor necrosis factor (TNF). The levels of the activated factor do not, however, correlate with the variations of IL-6 gene transcription; therefore, other factors and/or regulatory mechanisms presumably modulate the levels of IL-6 mRNA production. Upon analysis of various deletion and point-mutated variants of the human IL-6 gene promoter coupled to a reporter gene, we screened for possible cooperating transcription factors. Even the smallest deletion variant, containing almost exclusively a NF-κB-responsive sequence preceding the IL-6 minimal promoter, as well as a recombinant construction containing multiple κB-motifs, could still be stimulated with TNF. We observed that the p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) inhibitor SB203580 was able to repress TNF-stimulated expression of the IL-6 gene, as well as of a κB-dependent reporter gene construct, without affecting the levels of NF-κB binding to DNA. Furthermore, we clearly show that, using a nuclear Gal4 "one-hybrid" system, the MAPK inhibitors SB203580 and PD0980589 have a direct repressive effect on the transactivation potential of the p65 κB subunit. Therefore, we conclude that, in addition to cytoplasmic activation and DNA binding of NF-κB, the p38 and extracellular signal-regulated kinase MAPK pathways act as necessary cooperative mechanisms to regulate TNF-induced IL-6 gene expression by modulating the transactivation machinery.

Abstract Coronaviruses (CoVs) are important human pathogens for which no specific treatment is available. Here, we provide evidence that pharmacological reprogramming of ER stress pathways can be exploited to suppress CoV replication. We found that the ER stress inducer thapsigargin efficiently inhibits coronavirus (HCoV-229E, MERS-CoV, SARS-CoV-2) replication in different cell types, (partially) restores the virus-induced translational shut-down, and counteracts the CoV-mediated downregulation of IRE1α and the ER chaperone BiP. Proteome-wide data sets revealed specific pathways, protein networks and components that likely mediate the thapsigargin-induced antiviral state, including HERPUD1, an essential factor of ER quality control, and ER-associated protein degradation complexes. The data show that thapsigargin hits a central mechanism required for CoV replication, suggesting that thapsigargin (or derivatives thereof) may be developed into broad-spectrum anti-CoV drugs. One Sentence Summary / Running title Suppression of coronavirus replication through thapsigargin-regulated ER stress, ERQC / ERAD and metabolic pathways

SUMMARY Although the canonical function of CRISPR-Cas systems is to provide adaptive immunity against mobile genetic elements 1 , type I-F, I-B and V-K systems have been adopted by Tn7-like transposons to direct RNA-guided transposon insertion 2–7 . Type V-K CRISPR-associated transposons rely on the activities of the pseudonuclease Cas12k, the transposase TnsB, the AAA+ ATPase TnsC and the zinc-finger protein TniQ 7 . However, the molecular and structural details of RNA-directed DNA transposition have remained elusive. Here we report cryo-electron microscopic structures of a Cas12k-guide RNA-target DNA complex and a DNA-bound, polymeric TnsC filament. The Cas12k complex structure reveals an intricate guide RNA architecture and critical interactions mediating RNA-guided target DNA recognition. The assembly of the TnsC helical filament is ATP-dependent and accompanied by structural remodeling of the bound DNA duplex. In vivo transposition assays corroborate key features of the structures, and biochemical experiments further show that TniQ restricts TnsC polymerization, while the TnsB transposase interacts directly with TnsC filaments to trigger their disassembly upon ATP hydrolysis. Together, these results suggest a mechanistic model whereby RNA-directed target selection by Cas12k primes TnsC polymerization and DNA remodeling, generating a recruitment platform for TnsB to catalyze site-specific transposon insertion. The present work advances our mechanistic understanding of the cross-talk between CRISPR effectors and the transposition machinery and will inform design efforts to harness CRISPR-associated transposons as programmable site-specific gene insertion tools for genome engineering applications.

Abstract CRISPR-Cas12a is a powerful RNA-guided genome-editing system, also emerging as a robust diagnostic tool that cleaves double-stranded DNA using only the RuvC domain. This opens an overarching question on how the spatially distant DNA target strand (TS) traverses toward the RuvC catalytic core. Here, continuous tens of microsecond-long molecular dynamics and free-energy simulations reveal that an ⍺-helical lid, located within the RuvC domain, plays a pivotal role in the traversal of the TS by anchoring the crRNA:TS hybrid and elegantly guiding the TS toward the RuvC core, as also corroborated by DNA cleavage experiments. In this mechanism, the REC2 domain pushes the crRNA:TS hybrid toward the core of the enzyme, while the Nuc domain aids the bending and accommodation of the TS within the RuvC core by bending inward. Understanding of this cardinal process in the functioning of Cas12a will enrich fundamental knowledge and facilitate further engineering strategies for genome-editing.

Abstract The molecular mechanisms of progressive right heart failure are incompletely understood. In this study, we systematically examined transcriptomic changes occurring over months in isolated cardiomyocytes or whole heart tissues from failing right and left ventricles in rat models of pulmonary artery banding (PAB) or aortic banding (AOB). Detailed bioinformatics analyses resulted in the identification of gene signature, protein and transcription factor networks specific to ventricles and compensated or decompensated disease states. Proteomic and RNA-FISH analyses confirmed PAB-mediated regulation of key genes and revealed spatially heterogeneous mRNA expression in the heart. Intersection of rat PAB-specific gene sets with transcriptome datasets from human patients with chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH) led to the identification of more than 50 genes whose expression levels correlated with the severity of right heart disease, including multiple matrix-regulating and secreted factors. These data define a conserved, differentially regulated genetic network associated with right heart failure in rats and humans.

The precise spatial and temporal control of histone phosphorylations is important for the ordered progression through the different phases of mitosis. The phosphorylation of H2B at S6 (H2B S6ph), which is crucial for chromosome segregation, reaches its maximum level during metaphase and is limited to the inner centromere. We discovered that the temporal and spatial regulation of this modification, as well as its intensity, are governed by the scaffold protein RepoMan and its associated catalytically active phosphatases, PP1α and PP1γ. Phosphatase activity is inhibited at the area of maximal H2B S6 phosphorylation at the inner centromere by site-specific Aurora B-mediated inactivation of the PP1/RepoMan complex. The motor protein Mklp2 contributes to the relocalization of Aurora B from chromatin to the mitotic spindle during anaphase, thus alleviating Aurora B-dependent repression of the PP1/RepoMan complex and enabling dephosphorylation of H2B S6. Accordingly, dysregulation of Mklp2 levels, as commonly observed in tumour cells, leads to the lack of H2B S6 dephosphorylation during early anaphase, which might contribute to chromosomal instability.

Summary CRISPR systems have been co-opted by Tn7-like elements to direct RNA-guided transposition. Type V-K CRISPR-associated transposons rely on the concerted activities of the pseudonuclease Cas12k, the AAA+ ATPase TnsC, the Zn-finger protein TniQ, and the transposase TnsB. Here we present a cryo-electron microscopic structure of a target DNA-bound Cas12k-transposon recruitment complex comprising RNA-guided Cas12k, TniQ, TnsC and, unexpectedly, the ribosomal protein S15. Complex assembly on target DNA results in complete R-loop formation mediated by critical interactions between TniQ and the trans-activating crRNA, and is coupled with TniQ-dependent nucleation of a TnsC filament. In vivo transposition assays corroborate our structural findings, and biochemical and functional analyses of S15 supports its role as a bona fide component of the type V crRNA-guided transposition machinery. Altogether, our work uncovers key aspects of the mechanisms underpinning RNA-mediated assembly of CRISPR-associated transposons that will guide their development as programmable site-specific gene insertion tools.