Abstract Archaea and Bacteria constitute a majority of life systems on Earth but have long been considered inferior to Eukarya in terms of solute tolerance. Whereas the most halophilic prokaryotes are known for an ability to multiply at saturated NaCl (water activity (aw) 0.755) some xerophilic fungi can germinate, usually at high-sugar concentrations, at values as low as 0.650–0.605 aw. Here, we present evidence that halophilic prokayotes can grow down to water activities of <0.755 for Halanaerobium lacusrosei (0.748), Halobacterium strain 004.1 (0.728), Halobacterium sp. NRC-1 and Halococcus morrhuae (0.717), Haloquadratum walsbyi (0.709), Halococcus salifodinae (0.693), Halobacterium noricense (0.687), Natrinema pallidum (0.681) and haloarchaeal strains GN-2 and GN-5 (0.635 aw). Furthermore, extrapolation of growth curves (prone to giving conservative estimates) indicated theoretical minima down to 0.611 aw for extreme, obligately halophilic Archaea and Bacteria. These were compared with minima for the most solute-tolerant Bacteria in high-sugar (or other non-saline) media (Mycobacterium spp., Tetragenococcus halophilus, Saccharibacter floricola, Staphylococcus aureus and so on) and eukaryotic microbes in saline (Wallemia spp., Basipetospora halophila, Dunaliella spp. and so on) and high-sugar substrates (for example, Xeromyces bisporus, Zygosaccharomyces rouxii, Aspergillus and Eurotium spp.). We also manipulated the balance of chaotropic and kosmotropic stressors for the extreme, xerophilic fungi Aspergillus penicilloides and X. bisporus and, via this approach, their established water-activity limits for mycelial growth (∼0.65) were reduced to 0.640. Furthermore, extrapolations indicated theoretical limits of 0.632 and 0.636 aw for A. penicilloides and X. bisporus, respectively. Collectively, these findings suggest that there is a common water-activity limit that is determined by physicochemical constraints for the three domains of life.

Abstract Somatic mutations in splicing factors are of significant interest in myeloid malignancies and other cancers. U2AF1, together with U2AF2, is essential for 3’ splice site recognition. U2AF1 mutations result in aberrant splicing, but the molecular mechanism and the full spectrum of consequences on RNA biology have not been fully elucidated to date. We performed multi-omics profiling of in vivo RNA binding, splicing and turnover for U2AF1 S34F and Q157R mutants. We dissected specific binding signals of U2AF1 and U2AF2 and showed that U2AF1 mutations individually alter U2AF1-RNA binding, resulting in defective U2AF2 recruitment. We demonstrated a complex relationship between differential binding and splicing, expanding upon the currently accepted loss-of-binding model. Finally, we observed that U2AF1 mutations increase the formation of stress granules in both cell lines and primary acute myeloid leukemia samples. Our results uncover U2AF1 mutation-dependent pathogenic RNA mechanisms and provide the basis for developing targeted therapeutic strategies.

Transcription and splicing of pre-messenger RNA are closely coordinated, but how this functional coupling is disrupted in human disease remains unexplored. Here, we investigated the impact of non-synonymous mutations in SF3B1 and U2AF1, two commonly mutated splicing factors in cancer, on transcription. We find that the mutations impair RNA Polymerase II (RNAPII) transcription elongation along gene bodies leading to transcription-replication conflicts, replication stress and altered chromatin organization. This elongation defect is linked to disrupted pre-spliceosome assembly due to impaired association of HTATSF1 with mutant SF3B1. Through an unbiased screen, we identified epigenetic factors in the Sin3/HDAC complex, which, when modulated, normalize transcription defects and their downstream effects. Our findings shed light on the mechanisms by which oncogenic mutant spliceosomes impact chromatin organization through their effects on RNAPII transcription elongation and present a rationale for targeting the Sin3/HDAC complex as a potential therapeutic strategy.Oncogenic mutations of SF3B1 and U2AF1 cause a gene-body RNAPII elongation defectRNAPII transcription elongation defect leads to transcription replication conflicts, DNA damage response, and changes to chromatin organization and H3K4me3 marksThe transcription elongation defect is linked to disruption of the early spliceosome formation through impaired interaction of HTATSF1 with mutant SF3B1.Changes to chromatin organization reveal potential therapeutic strategies by targeting the Sin3/HDAC pathway.

ABSTRACT Musashi 2 (MSI2) is an RNA binding protein (RBP) that regulates asymmetric cell division and cell fate decisions in normal and cancer stem cells. MSI2 appears to repress translation by binding to 3’ untranslated regions (3’UTRs) of mRNA, but the identity of functional targets remains unknown. Here we used iCLIP to identify direct RNA binding partners of MSI2 and integrated these data with polysome profiling to obtain insights into MSI2 function. iCLIP revealed specific MSI2 binding to thousands of target mRNAs largely in 3’UTRs, but translational differences were restricted to a small fraction of these transcripts, indicating that MSI2 regulation is not triggered by simple binding. Instead, the functional targets identified here were bound at higher density and contain more “U/TAG” motifs compared to targets bound non-productively. To further distinguish direct and indirect targets, MSI2 was acutely depleted. Surprisingly, only 50 transcripts were found to undergo translational induction on acute MSI2 loss. Eukaryotic elongation factor 3A (EIF3A) was determined to be an immediate, direct target. We propose that MSI2 down-regulation of EIF3A amplifies these effects on the proteome. Our results also underscore the challenges in defining functional targets of RBP since mere binding does not imply a discernible functional interaction.

Alternative transcription initiation, which refers to the transcription of a gene from different transcription start sites (TSSs), is prevalent across metazoans and has important biological functions. Although transcriptional regulation has been extensively studied, the mechanism that selects one TSS over others within a gene remains elusive. Using the Cap Analysis of Gene Expression sequencing (CAGE-seq) method, we discovered that Piwi, an RNA-binding protein, regulates TSS usage in at least 87 genes. In piwi-deficient Drosophila ovaries, these genes displayed significantly altered TSS usage (ATU). The regulation of TSS usage occurred in both germline and somatic cells in ovaries, as well as in cultured ovarian somatic cells (OSCs). Correspondingly, RNA Polymerase II (Pol II) initiation and elongation at the TSSs of ATU genes were affected in germline-piwi-knockdown ovaries and piwi-knockdown OSCs. Furthermore, we identified a Facilitates Chromatin Transcription (FACT) complex component, Ssrp, that is essential for mRNA elongation, as a novel interactor of Piwi in the nucleus. Temporally controlled knockdown of ssrp affected TSS usage in ATU genes, whereas overexpression of ssrp partially rescued the TSS usage of ATU genes in piwi mutant ovaries. Thus, Piwi may interact with Ssrp to regulate TSS usage in Drosophila ovaries by affecting Pol II initiation and elongation.