Abstract The role of aberrant glycosylation in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) remains an under-investigated area of research. In this study, we determined that the ST6GAL1 sialyltransferase, which adds α2,6-linked sialic acids to N -glycosylated proteins, is upregulated in patients with early-stage PDAC, and further increased in advanced disease. A tumor-promoting function for ST6GAL1 was elucidated using tumor xenograft models with human PDAC cells. Additionally, we developed a genetically-engineered mouse (GEM) with transgenic expression of ST6GAL1 in the pancreas, and found that mice with dual expression of ST6GAL1 and oncogenic KRAS G12D have greatly accelerated PDAC progression and mortality compared with mice expressing KRAS G12D alone. As ST6GAL1 imparts progenitor-like characteristics, we interrogated ST6GAL1’s role in acinar to ductal metaplasia (ADM), a process that fosters neoplasia by reprogramming acinar cells into ductal, progenitor-like cells. We confirmed that ST6GAL1 promotes ADM using multiple models including the 266-6 cell line, GEM-derived organoids and tissues, and an in vivo model of inflammation-induced ADM. EGFR is a key driver of ADM and is known to be activated by ST6GAL1-mediated sialylation. Importantly, EGFR activation was dramatically increased in acinar cells and organoids from mice with transgenic ST6GAL1 expression. These collective results highlight a novel glycosylation-dependent mechanism involved in early stages of pancreatic neoplasia.

Abstract Runx factors are essential for lineage specification of various hematopoietic cells, including T lymphocytes. However, they regulate context-specific genes and occupy distinct genomic regions in different cell types. Here, we show that dynamic Runx binding shifts in early T-cell development are mostly not restricted by local chromatin state but regulated by Runx dosage and functional partners. Runx co-factors compete to recruit a limited pool of Runx factors in early T-progenitors, and a modest increase in Runx protein availability at pre-commitment stages causes premature Runx occupancy at post-commitment binding sites. This results in striking T-lineage developmental acceleration by selectively activating T-identity and innate lymphoid cell programs. These are collectively regulated by Runx together with other, Runx-induced transcription factors that co-occupy Runx target genes and propagate gene network changes.

Summary The IL-2 receptor α-chain (IL-2Rα/CD25) is constitutively expressed on DN2/DN3 thymocytes and Treg cells but induced by IL-2 on mature T and NK cells. Il2ra expression is regulated by a super-enhancer extensively bound by STAT5 in mature T cells. Here, we demonstrate that STAT5 cooperates with Notch to induce/maintain Il2ra/ CD25 expression in DN2/DN3 cells. Moreover, we systematically investigated CD25 regulation using a series of mice with deletions spanning STAT5 binding elements. Deleting the upstream super-enhancer region mainly affected constitutive CD25 expression on DN2/DN3 thymocytes and Tregs, whereas deleting an intronic region primarily decreased IL-2-induced CD25 on peripheral T and NK cells. Thus, distinct elements preferentially control constitutive versus inducible expression in a cell-type-specific manner, with the MED1 coactivator co-localizing with specific STAT5 binding sites. Moreover, the intronic region was a dominant element whose deletion altered the structure throughout the super-enhancer in mature T cells. These results demonstrate differential functions for distinct super-enhancer elements, thereby indicating ways to manipulate CD25 expression in a cell-type specific fashion.

ABSTRACT Signal amplification based on the mechanism of hybridization chain reaction (HCR) facilitates spatial exploration of gene regulatory networks by enabling multiplex, quantitative, high-resolution imaging of RNA and protein targets. Here, we extend these capabilities to the imaging of protein:protein complexes, using proximity-dependent cooperative probes to conditionally generate a single amplified signal if and only if two target proteins are colocalized within the sample. HCR probes and amplifiers combine to provide automatic background suppression throughout the protocol, ensuring that even if reagents bind nonspecifically in the sample, they will not generate amplified background. We demonstrate protein:protein imaging with high signal-to-background in human cells, mouse proT cells, and highly autofluorescent formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) human breast tissue sections. Further, we demonstrate multiplex imaging of 3 different protein:protein complexes simultaneously and validate that HCR enables accurate and precise relative quantitation of protein:protein complexes with subcellular resolution in an anatomical context. Moreover, we establish a unified framework for simultaneous multiplex, quantitative, high-resolution imaging of RNA, protein, and protein:protein targets, with 1-step, isothermal, enzyme-free HCR signal amplification performed for all target classes simultaneously. Abstract Figure