Abstract Exosomes are secreted nanovesicles with potent signalling activity that are initially formed as intraluminal vesicles (ILVs) in multivesicular endosomes, which subsequently fuse with the plasma membrane. These ILVs are made in both late endosomes and recycling endosomes, the latter marked by the small GTPase Rab11 and generating exosomes with different cargos and functions. Core proteins within four Endosomal Sorting Complex Required for Transport (ESCRT) assemblies (0-III) play key sequential roles in late endosomal exosome biogenesis and ILV-mediated destruction of ubiquitinylated cargos through the endolysosomal system. They also control additional cellular processes, such as cytokinesis and other vesicle budding. By contrast, the functions of several accessory ESCRTs are not well defined. Here we assess the ESCRT-dependency of Rab11-exosomes, using RNA knockdown in Drosophila secondary cells (SCs) of the male accessory gland, which have unusually enlarged Rab11-positive compartments. Unexpectedly, not only are core proteins in all four ESCRT complexes required for Rab11-exosome formation, but also accessory ESCRT-III proteins, CHMP1, CHMP5 and IST1. Suppressing expression of these accessory proteins does not affect other aspects of cell morphology, unlike most core ESCRT knockdowns, and does not lead to accumulation of ubiquitinylated cargos. We conclude that accessory ESCRT-III components have a specific and potentially ubiquitin-independent role in Rab11-exosome generation, which might provide a target for blocking the pro-tumorigenic activities of these vesicles in cancer.

Exosomes are secreted extracellular vesicles (EVs) carrying diverse cargos, which can modulate recipient cell behaviour. They are thought to derive from intraluminal vesicles formed in late endosomal multivesicular bodies (MVBs). An alternate exosome formation mechanism, which is conserved from fly to human, is described here, with exosomes carrying unique cargos, including the GTPase Rab11, generated in Rab11-positive recycling endosomal MVBs. Release of these exosomes from cancer cells is increased by reducing Akt/mechanistic Target of Rapamycin (mTORC1) signalling or depleting the key metabolic substrate glutamine, which diverts membrane flux through recycling endosomes. The resulting vesicles promote tumour cell proliferation and turnover, and modulate blood vessel networks in xenograft mouse models in vivo. Their growth-promoting activity, which is also observed in vitro, is Rab11a-dependent, involves ERK-MAPK-signalling and is inhibited by antibodies against Amphiregulin, an EGFR ligand concentrated on these vesicles. Therefore, glutamine depletion or mTORC1 inhibition stimulates release of Rab11a-exosomes with pro-tumorigenic functions, which we propose promote stress-induced tumour adaptation.

SUMMARY In animals, genome integrity of the germ line is protected from transposable element (TE) activity by small, non-coding, dedicated RNAs acting as an immune system against TEs, and called PIWI-interacting RNAs (piRNAs) 1,2 . In Drosophila, the production of piRNAs is initiated from heterochromatic loci containing remnants of TEs and enriched in histone H3 trimethylated on lysine 9 (H3K9me3) 3–5 . These loci, called piRNA clusters, constitute a memory of past TE invasions. Little is known about how piRNA clusters are genetically defined. Using a genetic screen combined with a bimodal epigenetic state piRNA cluster ( BX2 ), we identified the splicing factor Half pint (Hfp) and the histone demethylase KDM3 as being able to prevent BX2 piRNA production. Furthermore, we showed that Hfp is needed to splice Kdm3 transcripts. Germline expression of Kdm3 coding sequence (splicing-independent) rescued the hfp germline knock-down (GLKD) effect demonstrating that Kdm3 is sufficient to prevent BX2 piRNA production. Our data revealed that in the absence of Kdm3 , dozens of gene-containing regions become bona fide germinal dual strand piRNA clusters. Indeed, they produce piRNAs originating from both DNA strands, become transcribed in a Moonshiner-dependent manner and enriched in di-and tri-methylation of lysine 9 of histone H3 (H3K9me2/3) and in Rhino, an HP1-like protein. Eggs laid by Kdm3 GLKD females do not hatch and show developmental defects phenocopying loss of function of genes included into the new piRNA clusters, suggesting an inheritance of functional ovarian “auto-immune” piRNAs. Our results demonstrate that some gene-containing regions are actively prevented for piRNA production by proteins that counteract piRNA cluster emergence. Hence, a non-piRNA-producing state is therefore not a “by default” state but rather a cellular lock that is actively controlled for some genomic loci. KEY FACTS Hfp regulates the expression of Kdm3 via its splicing Kdm3 prevents genomic regions containing coding genes from becoming piRNA clusters Embryos from Kdm3 mutant females show developmental phenotypes suggesting that auto-immune piRNAs are functional and alter the expression of genes embedded in newly established piRNA clusters

Among hematopoietic cells. osteoclasts (Oc) and immature dendritic cells (Dc) are closely related myeloid cells with distinct functions; Oc participate skeleton maintenance while Dc sample the environment for foreign antigens. Such specificities rely on profound modifications of gene and protein expression during Oc and Dc differentiation. We provide global proteomic and transcriptomic analyses of primary mouse Oc and Dc. based on original SILAC and RNAseq data. We established specific signatures for Oc and Dc including genes and proteins of unknown functions. In particular. we showed that Oc and Dc have the same α and β tubulin isotypes repertoire but that Oc express much more β tubulin isotype Tubb6. In both mouse and human Oc. we demonstrate that elevated expression of Tubb6 in Oc is necessary for correct podosomes organization and thus for the structure of the sealing zone. which sustains the bone resorption apparatus. Hence. lowering Tubb6 expression hindered Oc resorption activity. Overall. we highlight here potential new regulators of Oc and Dc biology and illustrate the functional importance of the tubulin isotype repertoire in the biology of differentiated cells.Summary statement This study provides original proteomic and transcriptomic data of primary myeloid cells. The analysis led to signatures for osteoclasts and for immature dendritic cells including potential new regulators of their specific biology. RNA interference showed in particular that ß tubulin isotype Tubb6 participates in osteoclast podosome patterning. sealing zone structure and in the resorption activity.

Abstract Seminal fluid plays an essential role in promoting male reproductive success and modulating female physiology and behaviour. In the fruit fly, Drosophila melanogaster , Sex Peptide (SP) is the best-characterised protein mediator of these effects. It is secreted from the paired male accessory glands (AGs), which, like the mammalian prostate and seminal vesicles, generate most of the seminal fluid contents. After mating, SP binds to spermatozoa and is retained in the female sperm storage organs. It is gradually released by proteolytic cleavage and induces several long-term post-mating responses including ovulation, elevated feeding and reduced receptivity to remating, primarily signalling through the SP receptor (SPR). Here, we demonstrate a previously unsuspected SPR-independent function for SP. We show that, in the AG lumen, SP and secreted proteins with membrane-binding anchors are carried on abundant, large neutral lipid-containing microcarriers, also found in other SP-expressing Drosophila species. These microcarriers are transferred to females during mating, where they rapidly disassemble. Remarkably, SP is a key assembly factor for microcarriers and is also required for the female disassembly process to occur normally. Males expressing non-functional SP mutant proteins that affect SP’s binding to and release from sperm in females also do not produce normal microcarriers, suggesting that this male-specific defect contributes to the resulting widespread defects in ejaculate function. Our data therefore reveal a novel role for SP in formation of seminal macromolecular assemblies, which may explain the presence of SP in Drosophila species, which lack the signalling functions seen in D. melanogaster . Significance Statement Seminal fluid plays a critical role in reprogramming female physiology and behaviour to promote male reproductive success. We show in the fruit fly that specific seminal proteins, including the archetypal ‘female-reprogramming’ molecule Sex Peptide, are stored in male seminal secretions in association with large neutral lipid-containing microcarriers, which rapidly disperse in females. Related structures are also observed in other Sex Peptide-expressing Drosophila species. Males lacking Sex Peptide have structurally defective microcarriers, leading to abnormal cargo loading and transfer to females. Our data reveal that this key signalling molecule in Drosophila seminal fluid is also a microcarrier assembly factor that controls transfer of other seminal factors, and that this may be a more evolutionarily ancient role of this protein.

Male reproductive glands like the mammalian prostate and the paired Drosophila melanogaster accessory glands secrete seminal fluid components that enhance fecundity. In humans, the prostate grows throughout adult life, stimulated by environmentally regulated endocrine and local androgens. We previously showed that in each fly accessory gland, secondary cells (SCs) and their nuclei also grow in adults, a process enhanced by mating and controlled by bone morphogenetic protein (BMP) signalling. Here we demonstrate that BMP-mediated SC growth is dependent on the receptor for the developmental steroid, ecdysone, whose concentration reflects socio-sexual experience in adults. BMP signalling regulates ecdysone receptor (EcR) levels post-transcriptionally, partly via EcR’s N-terminus. Nuclear growth in virgin males is ecdysone-dependent. However, mating activates genome endoreplication to drive additional BMP-mediated nuclear growth via a cell type-specific form of hormone-independent EcR signalling. In virgin males with low ecdysone levels, this mechanism ensures resources are conserved. However, by switching to hormone-independence after mating, this control is overridden to hyper-activate growth of secretory secondary cells. Our data suggest parallels between this physiological, behaviour-induced switch and altered pathological signalling associated with prostate cancer progression.