Cellular granules lacking boundary membranes harbor RNAs and their associated proteins and play diverse roles controlling the timing and location of protein synthesis. Formation of such granules was emulated by treatment of mouse brain extracts and human cell lysates with a biotinylated isoxazole (b-isox) chemical. Deep sequencing of the associated RNAs revealed an enrichment for mRNAs known to be recruited to neuronal granules used for dendritic transport and localized translation at synapses. Precipitated mRNAs contain extended 3′ UTR sequences and an enrichment in binding sites for known granule-associated proteins. Hydrogels composed of the low complexity (LC) sequence domain of FUS recruited and retained the same mRNAs as were selectively precipitated by the b-isox chemical. Phosphorylation of the LC domain of FUS prevented hydrogel retention, offering a conceptual means of dynamic, signal-dependent control of RNA granule assembly.PaperClip/cms/asset/8b4aa66d-bc45-4066-9de1-6ea8c94e2d56/mmc6.mp3Loading ...(mp3, 3.42 MB) Download audio

The low-complexity (LC) domains of the products of the fused in sarcoma (FUS), Ewings sarcoma (EWS), and TAF15 genes are translocated onto a variety of different DNA-binding domains and thereby assist in driving the formation of cancerous cells. In the context of the translocated fusion proteins, these LC sequences function as transcriptional activation domains. Here, we show that polymeric fibers formed from these LC domains directly bind the C-terminal domain (CTD) of RNA polymerase II in a manner reversible by phosphorylation of the iterated, heptad repeats of the CTD. Mutational analysis indicates that the degree of binding between the CTD and the LC domain polymers correlates with the strength of transcriptional activation. These studies offer a simple means of conceptualizing how RNA polymerase II is recruited to active genes in its unphosphorylated state and released for elongation following phosphorylation of the CTD.PaperFlickeyJraWQiOiI4ZjUxYWNhY2IzYjhiNjNlNzFlYmIzYWFmYTU5NmZmYyIsImFsZyI6IlJTMjU2In0.eyJzdWIiOiIxZmNiYjE3OWYyYmQ4ODI5YzY1NTBkNGE3ODBmNjE1ZiIsImtpZCI6IjhmNTFhY2FjYjNiOGI2M2U3MWViYjNhYWZhNTk2ZmZjIiwiZXhwIjoxNjc4MTkzNzc0fQ.YDd-IBgi-nqtlJnFFPP12OBf0_-mi7CtnNTgVTsowqQ9h5mHQKd4chguAQayjRnR3339ltJ7OorELszxLC44_31E9mOkjzUzJTQ8ldzkOQl9zPyeS3nBX-lmhtgQLmrQ_4R5eS5Qc6ri3NJNoqqxoSsz6WRCqzFwcFv8Ht-TTyt5y2pba-1rOcWcPO3HRIlenhKA0lzcS0NmPcj5M_J733EdCzfBIMhOiHGCxAV44LHb1lmb2qVTCJ2MPCJyN_XWQGCERS1xunKrvPM5ZWik_6d7JL0D6H2ommLtmVW1hW8ZpCxLCW3b-16fad4SLo9DrAmeisjuJecQBdThpP3idg(mp4, (96.41 MB) Download video

The P7C3 class of aminopropyl carbazole chemicals fosters the survival of neurons in a variety of rodent models of neurodegeneration or nerve cell injury. To uncover its mechanism of action, an active derivative of P7C3 was modified to contain both a benzophenone for photocrosslinking and an alkyne for CLICK chemistry. This derivative was found to bind nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT), the rate-limiting enzyme involved in the conversion of nicotinamide into nicotinamide adenine dinucleotide (NAD). Administration of active P7C3 chemicals to cells treated with doxorubicin, which induces NAD depletion, led to a rebound in intracellular levels of NAD and concomitant protection from doxorubicin-mediated toxicity. Active P7C3 variants likewise enhanced the activity of the purified NAMPT enzyme, providing further evidence that they act by increasing NAD levels through its NAMPT-mediated salvage.

Tauopathies feature progressive accumulation of tau amyloids. Pathology may begin when these amplify from a protein template, or seed, whose structure is unknown. We have purified and characterized distinct forms of tau monomer—inert (Mi) and seed-competent (Ms). Recombinant Ms triggered intracellular tau aggregation, induced tau fibrillization in vitro, and self-assembled. Ms from Alzheimer’s disease also seeded aggregation and self-assembled in vitro to form seed-competent multimers. We used crosslinking with mass spectrometry to probe structural differences in Mi vs. Ms. Crosslinks informed models of local peptide structure within the repeat domain which suggest relative inaccessibility of residues that drive aggregation (VQIINK/VQIVYK) in Mi, and exposure in Ms. Limited proteolysis supported this idea. Although tau monomer has been considered to be natively unstructured, our findings belie this assumption and suggest that initiation of pathological aggregation could begin with conversion of tau monomer from an inert to a seed-competent form.

Abstract Tauopathies feature progressive accumulation of tau amyloids. Pathology may begin when these amplify from a protein template, or seed, whose structure is unknown. We have purified and characterized distinct forms of tau monomer—inert (M i ) and seed-competent (M s ). Recombinant M s triggered intracellular tau aggregation, induced tau fibrillization in vitro , and self-assembled. M s from Alzheimer’s disease also seeded aggregation and self-assembled in vitro to form seed-competent multimers. We used crosslinking with mass spectrometry to probe structural differences in M i vs. M s . Crosslinks informed models of local peptide structure within the repeat domain which suggest relative inaccessibility of residues that drive aggregation (VQIINK/VQIVYK) in M i , and exposure in M s . Limited proteolysis supported this idea. Although tau monomer has been considered to be natively unstructured, our findings belie this assumption and suggest that initiation of pathological aggregation could begin with conversion of tau monomer from an inert to a seed-competent form.

Alzheimer's Disease (AD), a neurodegenerative disorder escalating worldwide, remains incurable with existing interventions merely mitigating symptoms. Hydralazine, an antihypertensive agent, has displayed neuroprotective potential in AD animal models via amplification of mitochondrial functionality and stimulation of stress management and repair pathways. Nevertheless, its effectiveness and tolerability in human AD cohorts are yet to be confirmed. This study protocol describes the design of an ongoing, single-center, randomized, triple-blind, placebo-controlled trial to assess hydralazine's effects on cognitive function in mild to moderate -stage AD patients. We will enroll 424 patients aged 50 and older, meeting NINCDS-ADRDA criteria for probable AD with Mini-Mental State Examination scores from 12–26. They'll be randomly assigned to receive either hydralazine HCL (25 mg, thrice daily) or a placebo for 12 months. The primary outcome is the Alzheimer's Disease Assessment Scale change from baseline to 12 months. Secondary outcomes include various measures using Lawton instrumental activities of daily living scale, neuropsychiatry inventory, and caregiver activity survey. This trial will explore the potential benefits and risks of hydralazine in mild to moderate AD treatment. It's the first trial examining hydralazine's impact on mild to moderate -stage AD in human and is registered at the Iranian Registry of Clinical Trials (IRCT20200711048075N1, registered 29/07/2020) and ClinicalTrials.gov (NCT 04,842,552AQ, registered 13/04/2021). Ethics approval was granted by the Research Ethics Committee of the National Institute for Medical Research Development (IR.NIMAD.REC.1398.424), following the SPIRIT Statement guidelines. Findings will be disseminated via peer-reviewed publications and conferences. This inaugural human clinical trial evaluates hydralazine's impact on patients in the mild to moderate AD. Executed with a randomized, triple-blind, placebo-controlled methodology, this study incorporates a significant sample size and an extended monitoring duration. Multiple parameters, including cognitive capabilities, will be assessed. Potential limitations include the inherent homogeneity of the AD cohort, the lack of biomarker assays, and the unpredictable progression of the disease. Notably, the study might not elucidate the protracted effects of hydralazine beyond a 12-month period. Another limitation of our clinical trial is that patients were diagnosed with Alzheimer's disease based solely on clinical evaluation and MRI findings, without the inclusion of specific biomarkers, which may impact the accuracy and specificity of the diagnosis. Trial registration: Iranian Registry of Clinical Trials (IRCT20200711048075N1, registered 29/07/2020) and ClinicalTrials.gov (NCT 04,842,552, registered 13/04/2021).

The Ras-Raf-MEK-ERK signaling pathway is essential for proper development and homeostatic regulation in eukaryotic cells and underlies progression of several types of cancer. Many pathway functions are performed by ERK1 and 2 (ERK1/2), serine/threonine protein kinases of the mitogen-activated protein kinase (MAPK) family that interact with a large number of substrates and are highly active in the nucleus. We identified the epigenetic regulator CXXC finger protein 1 (Cfp1) as a protein that interacts with ERK2 on chromatin. Cfp1 is involved in multiple aspects of chromatin regulation, including histone methylation and DNA methylation. Here, we demonstrate overlapping roles for ERK1/2 and Cfp1 in regulation of immediate early gene (IEG) induction. Our work suggests multiple modes of co-regulation and demonstrates that Cfp1 is required for an optimal signal-dependent response. We also show that Cfp1 is an ERK2 substrate in vitro and identify several phosphorylation sites. Furthermore, we provide evidence that Set1b, a Cfp1-interacting histone methylase, is phosphorylated by ERK2 and may be regulated by Cfp1. Our work highlights ERK1/2 interactions with chromatin regulators that contribute to MAPK signaling diversity in the nucleus.