The first example of a catalytically active system for Suzuki-type cross-coupling reactions of perfluorinated arenes such as octafluorotoluene and decafluorobiphenyl is presented.

SUMMARY Evolutionary expansion of the neocortex is associated with the increase in upper layer neurons. Here, we present Inositol-Requiring Enzyme 1α, Ire1α, as an essential determinant of upper layer fate, neuronal polarization and cortical lamination. We demonstrate a non-canonical function of Ire1α in the regulation of global translation rates in the developing neocortex through its dynamic interaction with the ribosome and regulation of eIF4A1 and eEF-2 expression. Inactivation of Ire1α engenders lower protein synthesis rates associated with stalled ribosomes and decreased number of translation start sites. We show unique sensitivity of upper layer fate to translation rates. Whereas eEF-2 is required for cortical lamination, eIF4A1 regulates acquisition of upper layer fate downstream of Ire1α in a mechanism of translational control dependent on 5’UTR-embedded structural elements in fate determinant genes. Our data unveil developmental regulation of ribosome dynamics as post-transcriptional mechanisms orchestrating neuronal diversity establishment and assembly of cortical layers. HIGHLIGHTS Small molecule screening reveals Ire1α upstream of upper layer neuronal identity Polarization and proper lamination of layer II/III neurons require Ire1α Development of upper layers requires high translation rates driven by eIF4A1 and eEF-2 downstream of Ire1α eIF4A1-dependent Satb2 mRNA translation initiation is a mechanism of upper layer fate acquisition

SUMMARY Disruption of neocortical circuitry and architecture in humans causes numerous neurodevelopmental disorders. Neocortical cytoarchitecture is orchestrated by various transcription factors such as Satb2 that control target genes during strict time windows. In humans, mutations of SATB2 cause SATB2 Associated Syndrome (SAS), a multisymptomatic syndrome involving intellectual disability, speech delay, epilepsy and craniofacial defects. We show that Satb2 controls neuronal migration and axonal outgrowth by inducing the expression of the GPI-anchored protein, Sema7A. We find that heterodimerization with Sema4D increases targeting of Sema4D to the membrane and is required for Sema7A function. Finally, we report that membrane localization and pos- translational modification of the Sema7A-Sema4D complex is disrupted by a novel de novo mutation in Sema4D (Q497P) that is associated with epilepsy in humans. GRAPHICAL ABSTRACT HIGHLIGHTS Sema7A is a direct Satb2 target that drives neuronal migration and axon outgrowth Sema7A exerts its effect by heterodimerizing with Sema4D at neurites and growth cones Sema7A increases cell surface localization of Sema4D De novo human Sema4D-Q497P mutation causes epilepsy, inhibits post-translational processing & surface localization eTOC Sema7A is a direct target of the transcription factor Satb2. Sema7A promotes normal migration and axon outgrowth in cortical neurons by modulating reverse signaling via Sema4D. These processes are dependent on Sema7A-Sema4D heterodimerization and membrane localization; insufficient transcription of Sema7A or incomplete glycosylation of Sema4D inhibit this progression.

Summary In aging cells and animal models of premature aging, heterochromatin loss coincides with the transcriptional activation of normally silenced endogenous retroviruses (ERVs). Here we show that loss of heterochromatin maintenance and de-repression of ERVs results in neurodegeneration via the Complement cascade in an age dependent manner. We discovered differential contributions of HP1 proteins to ERV silencing where HP1γ is necessary and sufficient for H4K20me3 deposition and HP1β deficiency is detrimental to DNA maintenance methylation. Progressive ERV de-repression in HP1β/γ DKO mice was followed by stimulation of the integrated stress response, the induction of Complement 3+ reactive astrocytes and increased infiltration and activation of microglia. This chronic inflammatory state coincided with age-dependent reductions in dendrite complexity and cognition. Our results demonstrate the importance of preventing loss of epigenetic maintenance, as this will be the only way postmitotic neuronal genomes can be protected and/or renewed.

Protein synthesis must be finely tuned in the nervous system, as it represents an essential feature of neurodevelopmental gene expression, and dominant pathology in neurological disease. However, the architecture of ribosomal complexes in the developing mammalian brain has not been analyzed at high resolution. This study investigates the architecture of ribosomes ex vivo from the embryonic and perinatal mouse neocortex, revealing Ebp1 as a 60S peptide tunnel exit binding factor at near-atomic resolution by multiparticle cryo-electron microscopy. The impact of Ebp1 on the neuronal proteome was analyzed by pSILAC and BONCAT coupled mass spectrometry, implicating Ebp1 in neurite outgrowth proteostasis, with in vivo embryonic Ebp1 knockdown resulting in dysregulation of neurite outgrowth. Our findings reveal Ebp1 as a central component of neocortical protein synthesis, and the 60S peptide tunnel exit as a focal point of gene expression control in the molecular specification of neuronal morphology.

Kaufman oculocerebrofacial syndrome (KOS) is a severe autosomal recessive disorder characterized by intellectual disability, developmental delays, microcephaly and characteristic dysmorphisms. Biallelic mutations of UBE3B, encoding for a ubiquitin ligase E3B are causative for KOS. In this report, we characterize neuronal functions of its murine ortholog Ube3b. We show that Ube3b regulates dendritic branching in a cell-autonomous manner. Moreover, Ube3b knockout (KO) neurons exhibit increased density and aberrant morphology of dendritic spines, altered synaptic physiology and changes in hippocampal circuit activity. Dorsal forebrain-specific Ube3b KO animals show impaired spatial learning and alterations in social interactions. We further demonstrate that Ube3b ubiquitinates the catalytic γ-subunit of calcineurin (Ppp3cc), the overexpression of which phenocopies the loss of Ube3b with regard to dendritic spine density. This work provides insights into the molecular pathologies underlying intellectual disability-like phenotypes in a genetic mouse model for KOS.