TRANSCRIPTION FACTORS play a major role in differentiation in a number of cell types, including the various hematopoietic lineages.[1-4][1] In the hematopoietic system, stem cells undergo a process of commitment to multipotential progenitors, which in turn give rise to mature blood cells. Although a

EWS/FLI-1 is a chimeric protein formed by a tumor-specific 11;22 translocation found in both Ewing's sarcoma and primitive neuroectodermal tumor of childhood. EWS/FLI-1 has been shown to be a potent transforming gene, suggesting that it plays an important role in the genesis of these human tumors. We now demonstrate that EWS/FLI-1 has the characteristics of an aberrant transcription factor. Subcellular fractionation experiments localized the EWS/FLI-1 protein to the nucleus of primitive neuroectodermal tumor cells. EWS/FLI-1 specifically bound in vitro an ets-2 consensus sequence similarly to normal FLI-1. When coupled to a GAL4 DNA-binding domain, the amino-terminal EWS/FLI-1 region was a much more potent transcriptional activator than the corresponding amino-terminal domain of FLI-1. Finally, EWS/FLI-1 efficiently transformed NIH 3T3 cells, but FLI-1 did not. These data suggest that EWS/FLI-1, functioning as a transcription factor, leads to a phenotype dramatically different from that of cells expressing FLI-1. EWS/FLI-1 could disrupt normal growth and differentiation either by more efficiently activating FLI-1 target genes or by inappropriately modulating genes normally not responsive to FLI-1.

B-cell lymphoma extra large (BCL-XL) is a well-validated cancer target. However, the on-target and dose-limiting thrombocytopenia limits the use of BCL-XL inhibitors, such as ABT263, as safe and effective anticancer agents. To reduce the toxicity of ABT263, we converted it into DT2216, a BCL-XL proteolysis-targeting chimera (PROTAC), that targets BCL-XL to the Von Hippel-Lindau (VHL) E3 ligase for degradation. We found that DT2216 was more potent against various BCL-XL-dependent leukemia and cancer cells but considerably less toxic to platelets than ABT263 in vitro because VHL is poorly expressed in platelets. In vivo, DT2216 effectively inhibits the growth of several xenograft tumors as a single agent or in combination with other chemotherapeutic agents, without causing appreciable thrombocytopenia. These findings demonstrate the potential to use PROTAC technology to reduce on-target drug toxicities and rescue the therapeutic potential of previously undruggable targets. Furthermore, DT2216 may be developed as a safe first-in-class anticancer agent targeting BCL-XL.

Academia and small business research units are poised to play an increasing role in drug discovery, with drug repurposing as one of the major areas of activity. Here we summarize project status for several drugs or classes of drugs: raltegravir, cyclobenzaprine, benzbromarone, mometasone furoate, astemizole, R-naproxen, ketorolac, tolfenamic acid, phenothiazines, methylergonovine maleate and beta-adrenergic receptor drugs, respectively. On the basis of this multi-year, multi-project experience we discuss strengths and weaknesses of academic-based drug repurposing research. Translational, target and disease foci are strategic advantages fostered by close proximity and frequent interactions between basic and clinical scientists, which often result in discovering new modes of action for approved drugs. By contrast, lack of integration with pharmaceutical sciences and toxicology, lack of appropriate intellectual coverage and issues related to dosing and safety may lead to significant drawbacks. The development of a more streamlined regulatory process worldwide, and the development of precompetitive knowledge transfer systems such as a global healthcare database focused on regulatory and scientific information for drugs worldwide, are among the ideas proposed to improve the process of academic drug discovery and repurposing, and to overcome the ‘valley of death’ by bridging basic to clinical sciences.

The novel severe acute respiratory syndrome coronoavirus-2 (SARS-CoV-2), the causative agent of COVID-19 illness, has caused over 2 million infections worldwide in four months. In SARS coronaviruses, the non-structural protein 16 (nsp16) methylates the 5'-end of virally encoded mRNAs to mimic cellular mRNAs, thus protecting the virus from host innate immune restriction. We report here the high-resolution structure of a ternary complex of full-length nsp16 and nsp10 of SARS-CoV-2 in the presence of cognate RNA substrate and a methyl donor, S-adenosyl methionine. The nsp16/nsp10 heterodimer was captured in the act of 2'-O methylation of the ribose sugar of the first nucleotide of SARS-CoV-2 mRNA. We reveal large conformational changes associated with substrate binding as the enzyme transitions from a binary to a ternary state. This structure provides new mechanistic insights into the 2'-O methylation of the viral mRNA cap. We also discovered a distantly located ligand-binding site unique to SARS-CoV-2 that may serve as an alternative target site for antiviral development.

Abstract 53BP1 is a key DNA repair protein that regulates double strand break (DSB) repair pathway choice. It assembles a complex, whose loss reverses BRCA1 deficient cells sensitivity to PARP1 inhibitors potentially by antagonizing DSB end resection. 53BP1 is critical for immunoglobulin heavy chain class switch recombination (CSR), that is mediated by the generation and repair of DSBs. Here we identify a deubiquitylase, USP47, as a 53BP1 associated protein that regulates its function in these processes. USP47 loss results in 53BP1 protein instability in a proteasome dependent manner and in reduced 53BP1 ionizing radiation induced foci (IRIF). Like 53BP1, USP47 depletion results in enhanced homologous recombination repair, and defective immunoglobulin CSR. It is also required for resistance to DNA damaging agents. We identify a complex of 53BP1, USP47, Fen1, and Recql1 that regulates a microhomology mediated end joining (MMEJ), a repair pathway that is involved in CSR. Altogether, our findings implicate USP47 in DNA DSB repair at least through regulating a novel 53BP1 associated complex.

ABSTRACT Small-cell lung cancer (SCLC) is an aggressive malignancy with limited therapeutic options. The dismal prognosis in SCLC is in part associated with an upregulation of BCL-2 family anti-apoptotic proteins, including BCL-X L and MCL-1. Unfortunately, the currently available inhibitors of BCL-2 family anti-apoptotic proteins, except BCL-2 inhibitors, are not clinically relevant because of various on-target toxicities. We, therefore, aimed to develop an effective and safe strategy targeting these anti-apoptotic proteins with DT2216 (our platelet-sparing BCL-X L degrader) and AZD8055 (an mTOR inhibitor) to avoid associated on-target toxicities while synergistically optimizing tumor response. Through BH3 mimetic screening, we identified a subset of SCLC cell lines that is co-dependent on BCL-X L and MCL-1. After screening inhibitors of selected tumorigenic pathways, we found that AZD8055 selectively downregulates MCL-1 in SCLC cells and its combination with DT2216 synergistically killed BCL-X L /MCL-1 co-dependent SCLC cells, but not normal cells. Mechanistically, the combination caused BCL-X L degradation and suppression of MCL1 expression, and thus disrupted MCL-1 interaction with BIM leading to an enhanced apoptotic induction. In vivo , DT2216+AZD8055 combination significantly inhibited the growth of cell line-derived and patient-derived xenografts and reduced tumor burden accompanied with extended survival in a genetically-engineered mouse (GEM) model of SCLC without causing significant thrombocytopenia or other normal tissue injury. Thus, these preclinical findings lay a strong foundation for future clinical studies to test DT2216+mTOR inhibitor combination in a subset of SCLC patients whose tumors are co-driven by BCL-X L and MCL-1.

Abstract Methyltransferase like-3 (METTL3) and METTL14 complex transfers a methyl group from S -adenosyl-L-methionine to N 6 amino group of adenosine bases in RNA (m 6 A) and DNA (m 6 dA). Emerging evidence highlights a role of METTL3-METTL14 in the chromatin context, especially in processes where DNA and RNA are held in close proximity. However, a mechanistic framework about specificity for substrate RNA/DNA and their interrelationship remain unclear. By systematically studying methylation activity and binding affinity to a number of DNA and RNA oligos with different propensities to form inter- or intra-molecular duplexes or single-stranded molecules in vitro , we uncover an inverse relationship for substrate binding and methylation and show that METTL3-METTL14 preferentially catalyzes the formation of m 6 dA in single-stranded DNA (ssDNA), despite weaker binding affinity to DNA. In contrast, it binds structured RNAs with high affinity, but methylates the target adenosine in RNA (m 6 A) much less efficiently than it does in ssDNA. We also show that METTL3-METTL14-mediated methylation of DNA is largely regulated by structured RNA elements prevalent in long noncoding and other cellular RNAs.