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.

Given its significant role in the maintenance of genomic stability, histone methylation has been postulated to regulate DNA repair. Histone methylation mediates localization of 53BP1 to a DNA double-strand break (DSB) during homologous recombination repair, but a role in DSB repair by nonhomologous end-joining (NHEJ) has not been defined. By screening for histone methylation after DSB induction by ionizing radiation we found that generation of dimethyl histone H3 lysine 36 (H3K36me2) was the major event. Using a novel human cell system that rapidly generates a single defined DSB in the vast majority of cells, we found that the DNA repair protein Metnase (also SETMAR), which has a SET histone methylase domain, localized to an induced DSB and directly mediated the formation of H3K36me2 near the induced DSB. This dimethylation of H3K36 improved the association of early DNA repair components, including NBS1 and Ku70, with the induced DSB, and enhanced DSB repair. In addition, expression of JHDM1a (an H3K36me2 demethylase) or histone H3 in which K36 was mutated to A36 or R36 to prevent H3K36me2 formation decreased the association of early NHEJ repair components with an induced DSB and decreased DSB repair. Thus, these experiments define a histone methylation event that enhances DNA DSB repair by NHEJ.

Abstract The severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2), the causative agent of COVID-19 illness, has caused millions of infections worldwide. In SARS coronaviruses, the non-structural protein 16 (nsp16), in conjunction with nsp10, 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 SARS-CoV-2 nsp16 and nsp10 in the presence of cognate RNA substrate analogue and methyl donor, S-adenosyl methionine (SAM). The nsp16/nsp10 heterodimer is captured in the act of 2′-O methylation of the ribose sugar of the first nucleotide of SARS-CoV-2 mRNA. We observe large conformational changes associated with substrate binding as the enzyme transitions from a binary to a ternary state. This induced fit model provides mechanistic insights into the 2′-O methylation of the viral mRNA cap. We also discover a distant (25 Å) ligand-binding site unique to SARS-CoV-2, which can alternatively be targeted, in addition to RNA cap and SAM pockets, for antiviral development.

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 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.

BRCA1-associated protein 1 (BAP1) is a critical cell cycle and DNA damage response (DDR) regulator with mutations (mBAP1) causing a functional protein loss. PARP inhibitors (PARPis) demonstrate synthetic lethality in mBAP1 preclinical models, independent of underlying BRCA status. This study aimed to explore the clinical activity of niraparib in patients with advanced tumors likely to harbor mBAP1.