The view of the lysosome as the terminal end of cellular catabolic pathways has been challenged by recent studies showing a central role of this organelle in the control of cell function. Here we show that a lysosomal Ca2+ signalling mechanism controls the activities of the phosphatase calcineurin and of its substrate TFEB, a master transcriptional regulator of lysosomal biogenesis and autophagy. Lysosomal Ca2+ release through mucolipin 1 (MCOLN1) activates calcineurin, which binds and dephosphorylates TFEB, thus promoting its nuclear translocation. Genetic and pharmacological inhibition of calcineurin suppressed TFEB activity during starvation and physical exercise, while calcineurin overexpression and constitutive activation had the opposite effect. Induction of autophagy and lysosomal biogenesis through TFEB required MCOLN1-mediated calcineurin activation. These data link lysosomal calcium signalling to both calcineurin regulation and autophagy induction and identify the lysosome as a hub for the signalling pathways that regulate cellular homeostasis. Medina, Ballabio and colleagues report that calcium release from the lysosome stimulates calcineurin, which dephosphorylates and activates TFEB. These findings reveal a central role for calcium signalling in autophagy and lysosome homeostasis.

Itraconazole (ITZ) is a well-known antifungal agent that also has anticancer activity. In this study, we identify ITZ as a broad-spectrum inhibitor of enteroviruses (e.g., poliovirus, coxsackievirus, enterovirus-71, rhinovirus). We demonstrate that ITZ inhibits viral RNA replication by targeting oxysterol-binding protein (OSBP) and OSBP-related protein 4 (ORP4). Consistently, OSW-1, a specific OSBP/ORP4 antagonist, also inhibits enterovirus replication. Knockdown of OSBP inhibits virus replication, whereas overexpression of OSBP or ORP4 counteracts the antiviral effects of ITZ and OSW-1. ITZ binds OSBP and inhibits its function, i.e., shuttling of cholesterol and phosphatidylinositol-4-phosphate between membranes, thereby likely perturbing the virus-induced membrane alterations essential for viral replication organelle formation. ITZ also inhibits hepatitis C virus replication, which also relies on OSBP. Together, these data implicate OSBP/ORP4 as molecular targets of ITZ and point to an essential role of OSBP/ORP4-mediated lipid exchange in virus replication that can be targeted by antiviral drugs.

Summary Inflammasome complexes are pivotal in the innate immune response to pathogens and other danger signals 1–4 . The NLRP3 inflammasome is activated in response to a broad variety of cellular stressors. Most of the stimuli act in a potassium efflux-dependent manner but a primary and converging sensing mechanism by the NLRP3 receptor initiating inflammasome assembly remains ill-defined. Here we show that NLRP3 activators disrupt endosome-TGN retrograde transport (ETRT) and lead to localization of NLRP3 to endosomal vesicles. Genetic and pharmacologic perturbation of ETRT leads to accumulation of phosphoinositol-4-phosphate (PI4P) in endosomes to which NLRP3 is recruited. Disruption of ETRT potentiates NLRP3 inflammasome activation in murine and human macrophages in vitro . Mice with defects in ETRT in the myeloid compartment are more susceptible to LPS-induced sepsis showing enhanced mortality and IL-1β serum levels as compared to control animals. Our study thus uncovers that changes in endocytic trafficking mediate NLRP3-dependent inflammatory responses.

Abstract The skeletal dysplasia spondyloepiphyseal dysplasia tarda (SEDT) is caused by mutations in the TRAPPC2 gene, which encodes Sedlin, a component of the trafficking protein particle (TRAPP) complex that we have shown previously to be required for the export of type II collagen (Col2) from the endoplasmic reticulum. No vertebrate model for SEDT has been generated thus far. To address this gap, we generated a Sedlin knockout animal by mutating the orthologous TRAPPC2 gene ( olSedl ) of Oryzias latipes (medaka) fish. OlSedl deficiency leads to embryonic defects, short size, diminished skeletal ossification, and altered Col2 production and secretion, resembling human defects observed in SEDT patients. Moreover, SEDT knock-out animals display photoreceptor degeneration and gut morphogenesis defects, suggesting a key role for Sedlin in the development of these organs. Thus, by studying Sedlin function in vivo , we provide evidence for a mechanistic link between TRAPPC2-mediated membrane trafficking, Col2 export, and developmental disorders.

The TRAnsport Protein Particle (TRAPP) complex controls multiple steps along the secretory, endocytic and autophagic pathways and is thus strategically positioned to mediate the adaptation of membrane trafficking to diverse environmental conditions including acute stress. We identified TRAPP as a key component of a branch of the integrated stress response that impinges on the secretory pathway. We found that TRAPP associates with, and drives the recruitment of the inner components of the COPII coat to, SGs. The sequestration to SGs of COPII, required for the ER export of newly synthesized proteins, and of TRAPP, the exchange factor for Rab1, a GTPase controlling the architecture of the Golgi complex, leads to arrest of the secretory activity and to the disorganization of the Golgi complex. Interestingly, the relocation of TRAPP and COPII to SGs only occurs in actively proliferating cells and it does it in a CDK1/2 dependent manner. We show that CDK1/2 activity controls the membrane-cytosol cycle of COPII at ER exit sites (ERES) and that CDK1/2 inhibition/depletion prevents the relocation of COPII and TRAPP to SGs by stabilizing them at the ERES. Importantly, TRAPP is not just a passive constituent of SGs but controls their maturation. This includes the acquisition of signaling components, such as RACK1 and Raptor, whose sequestration to SGs is needed to mediate the pro-survival response. SGs that assemble in TRAPP-depleted cells are no longer able to sequester RACK1 and Raptor thus rendering the cells more prone to undergo apoptosis upon stress exposure. Altogether, our findings reveal a new property of the integrated stress response that is acquired through the recruitment of TRAPP to SGs: a high grade of plasticity that tailors the secretory pathway to stress according to different cell growth states.

Abstract Renal proximal tubular reabsorption of proteins and polypeptides is tightly regulated by a concerted action of the multi‐ligand receptors with subsequent processing from the clathrin‐coated pits to early/recycling and late endosomes and towards lysosomes. We performed whole exome‐sequencing in a male patient from a consanguineous family, who presented with low‐ and intermediate molecular weight proteinuria, nephrocalcinosis and oligospermia. We identified a new potential player in tubular endocytosis, coiled‐coil domain containing 158 (CCDC158). The variant in CCDC158 segregated with the phenotype and was also detected in a female sibling with a similar clinical kidney phenotype. We demonstrated the expression of this protein in kidney tubules and modeled its structure in silico . We hypothesized that the protein played a role in the tubular endocytosis by interacting with other endocytosis regulators, and used mass spectrometry to identify potential interactors. The role of CCDC158 in receptor‐mediated endocytosis was further confirmed by transferrin and GST‐RAP trafficking analyses in patient‐derived proximal tubular epithelial cells. Finally, as CCDC158 is known to be expressed in the testis, the presence of oligospermia in the male sibling further substantiated the pathogenic role of the detected missense variant in the observed phenotype. In this study, we provide data that demonstrate the potential role of CCDC158 in receptor‐mediated endocytosis, most likely by interaction with other endocytosis‐related proteins that strongly correlate with the proximal tubular dysfunction phenotype as observed in the patients. However, more studies are needed to fully unravel the molecular mechanism(s) in which CCDC158 is involved.