Relative rates of ovalbumin and conalbumin mRNA transcription were measured in isolated oviduct nuclei by allowing endogenous RNA polymerases to synthesize [32P]RNA that was then hybridized to immobilized recombinant DNA containing the respective gene sequences. Administration of either estrogen or progesterone to withdrawn birds increased the rate of conalbumin mRNA (mRNA,,,) transcription 2- to 3-fold within 30 min. The rate of ovalbumin mRNA (mRNA,,) transcription was undetectable before hormone administration and increased at least 20-fold during the first 12 h. The maximum rates of transcription achieved after 12 h of hormonal stimulation are only 10 to 25% of those observed after several days of hormone treatment; these transcription rates are consistent with the low levels of nuclear estrogen or progesterone receptors measured during the first 12 h of induction. The induction of mRNA, and mRNAcon in oviduct explant cultures was quantitatively comparable to that observed in vivo. Relative rates of transcription were also measured in this system by pulse-labeling with [3H]uridine. In addition, absolute rates of transcription were determined by measuring the specific activity of the UTP pool during the labeling period. The accumulation of mRNA., sequences was consistent with the absolute rate of transcription measurements, indicating that this mRNA has a long

Gene profiling techniques allow the assay of transcripts from organs, tissues, and cells with an unprecedented level of coverage. However, most of these approaches are still limited by the fact that organs and tissues are composed of multiple cell types that are each unique in their patterns of gene expression. To identify the transcriptome from a single cell type in a complex tissue, investigators have relied upon physical methods to separate cell types or in situ hybridization and immunohistochemistry. Here, we describe a strategy to rapidly and efficiently isolate ribosome-associated mRNA transcripts from any cell type in vivo. We have created a mouse line, called RiboTag, which carries an Rpl22 allele with a floxed wild-type C-terminal exon followed by an identical C-terminal exon that has three copies of the hemagglutinin (HA) epitope inserted before the stop codon. When the RiboTag mouse is crossed to a cell-type-specific Cre recombinase-expressing mouse, Cre recombinase activates the expression of epitope-tagged ribosomal protein RPL22(HA), which is incorporated into actively translating polyribosomes. Immunoprecipitation of polysomes with a monoclonal antibody against HA yields ribosome-associated mRNA transcripts from specific cell types. We demonstrate the application of this technique in brain using neuron-specific Cre recombinase-expressing mice and in testis using a Sertoli cell Cre recombinase-expressing mouse.

Phosphorylation of CREB (cyclic AMP [cAMP]- response element [CRE]-binding protein) by cAMP-dependent protein kinase (PKA) leads to the activation of many promoters containing CREs. In neurons and other cell types, CREB phosphorylation and activation of CRE-containing promoters can occur in response to elevated intracellular Ca2+. In cultured cells that normally lack this Ca2+ responsiveness, we confer Ca(2+)-mediated activation of a CRE-containing promoter by introducing an expression vector for Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase type IV (CaMKIV). Activation could also be mediated directly by a constitutively active form of CaMKIV which is Ca2+ independent. The CaMKIV-mediated gene induction requires the activity of CREB/ATF family members but is independent of PKA activity. In contrast, transient expression of either a constitutively active or wild-type Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase type II (CaMKII) fails to mediate the transactivation of the same CRE-containing reporter gene. Examination of the subcellular distribution of transiently expressed CaMKIV and CaMKII reveals that only CaMKIV enters the nucleus. Our results demonstrate that CaMKIV, which is expressed in neuronal, reproductive, and lymphoid tissues, may act as a mediator of Ca(2+)-dependent gene induction.

Abstract The parabrachial nucleus (PBN) is a major hub that receives sensory information from both internal and external environments. Specific populations of PBN neurons are involved in behaviors including food and water intake, pain sensation, breathing regulation, as well as learning and responding appropriately to threatening stimuli. However, it is unclear how many PBN neuron populations exist and how different behaviors may be encoded by unique signaling molecules or receptors. Here we provide a repository of data on the molecular identity, spatial location, and projection patterns on dozens of PBN neuron subclusters. Using single-cell RNA sequencing, we identified 21 subclusters of neurons in the PBN and neighboring regions. Multiplexed in situ hybridization showed many of these subclusters are localized to distinct PBN subregions. We also describe two major ascending pathways that innervate distinct brain regions by analyzing axonal projections in 21 Cre-driver lines of mice. These results are all publicly available for download and provide a foundation for further interrogation of PBN functions and connections.

Abstract Mutations in the catalytic subunit of protein kinase A (PKAc) drive the stress hormone disorder adrenal Cushing’s syndrome. Here we define mechanisms of action for the PKAc-L205R and W196R variants. Both Cushing’s mutants are excluded from A kinase anchoring protein (AKAP) signaling islands and consequently diffuse throughout the cell. Kinase-dead experiments show that PKA activity is required for cortisol hypersecretion. However, kinase activation is not sufficient, as only cAMP analog drugs that displace native PKAc from AKAPs enhance cortisol release. Rescue experiments that incorporate mutant PKAc into AKAP signaling islands abolish cortisol overproduction, indicating that kinase anchoring restores normal endocrine function. Phosphoproteomics show that PKAc-L205R and W196R engage different mitogenic signaling pathways. ERK activity is elevated in adrenal-specific PKAc-W196R knock-in mice. Conversely, PKAc-L205R attenuates Hippo signaling, thereby upregulating the YAP/TAZ transcriptional co-activators. Thus, aberrant localization of each Cushing’s variant promotes the transmission of a distinct downstream pathogenic signal.

Abstract Molecular glues that engage protein complexes have transformed the study of cell biology and have had a direct impact on clinical oncology. However, the identification of new glue classes and their corresponding protein complexes has remained largely serendipitous. To overcome this challenge, we report the development of molecular COUPLrs, elaborated small molecules flanked by two cysteine-reactive warheads, as well as CONNECT, an integrated chemical proteomic platform for target deconvolution. By profiling a library of molecular COUPLrs across 13 cancer cell lines, we uncovered hundreds of proteins that can be coupled together, including in some cases in mutant selective fashions. We develop an advanced COUPLr for the oncogene EML4-ALK, which engages the fusion outside of its kinase domain, restricts protein dynamics, and disrupts EML4-ALK signaling. Collectively, molecular COUPLrs substantially expand the scope of proteins that can be chemically connected, providing an unbiased approach to identify small molecules that target protein complexes.

ABSTRACT Kisspeptin-expressing neurons in the rostral periventricular region of the third ventricle (RP3V) play an essential role in female reproduction. However, adult male mice were reported to have very few Kisspeptin-expressing neurons in the RP3V compared to females. This led to the hypothesis that Kiss1 RP3V neurons are responsible for the ability of females, but not males, to generate a surge of LH, triggering ovulation and steroid synthesis in the female. Using mouse genetics and cell type-specific gene expression analysis, we show that male mice harbor almost as many Kiss1 RP3V neurons as the female and that gene expression in these neurons is very similar. Specific activation of male Kiss1 RP3V neurons expressing viral-encoded hM3Dq caused a surge in serum testosterone levels. These results demonstrate that Kiss1 RP3V neurons are present in the adult male and fully capable of regulating the hypothalamic/pituitary/gonadal axis. We suggest that these neurons may continue to play a role in reproductive behavior in adult male mice.