Abstract Cytoplasmic stress granules (SGs) are dynamic non-membranous foci containing translationally arrested mRNA and RNA binding proteins that form in response to a variety of cellular stressors. SGs may evolve into the cytoplasmic inclusions observed in many neurodegenerative diseases. Recent studies have examined the SG proteome by interrogating the interactome of G3BP1, a core SG protein. To gain further insight into the SG proteome, we employed an immunoprecipitation coupled with mass spectrometry approach of endogenous Caprin-1 in HeLa cells under unstressed or stressed conditions. Overall, we identified ~1,500 proteins that interact with Caprin-1. Interactors under stressed conditions were primarily annotated to the ribosome, spliceosome, and RNA transport pathways. We validated four Caprin-1 interactors that localized to arsenite-induced SGs: ANKHD1, Talin-1, GEMIN5, and SNRNP200. We also validated these stress-induced interactions in SH-SY5Y cells and determined that SNRNP200 also associated with osmotic and thermal induced SGs. Finally, we identified SNRNP200 in cytoplasmic aggregates in ALS spinal cord and motor cortex. Collectively, our findings provide the first description of the Caprin-1 protein interactome, identify novel cytoplasmic SG components, and reveal a SG protein in cytoplasmic aggregates in ALS patients. Proteomic data collected in this study are available via ProteomeXchange with identifier PXD023271.

Withdrawal Statement The authors have withdrawn their manuscript because the reported synergy of TOP2A inhibitors plus MLN4924 proved to be untrue (not reproducible). Therefore, the authors do not wish this work to be cited as reference for the project. If you have any questions, please contact the corresponding author ( mberens@tgen.org ).

Abstract Background Neddylation (NAE) inhibition, affecting posttranslational protein function and turnover, is a promising therapeutic approach to cancer. We report cytotoxic vulnerability to NAE inhibitors in a subset of glioblastoma (GBM) preclinical models and identify genetic alterations and biological processes underlying differential response. Methods GBM DNA sequencing and transcriptomic data were queried for genes associated with response to NAE inhibition; candidates were validated by molecular techniques. Multi-omics and functional assays revealed processes implicated in NAE inhibition response. Results Transcriptomics and shotgun proteomics depict PTEN signaling, DNA replication, and DNA repair pathways as significant differentiators between sensitive and resistant models. Vulnerability to MLN4924, a NAE inhibitor, is associated with elevated S-phase populations, DNA re-replication, and DNA damage. In a panel of GBM models, loss of WT PTEN is associated with resistance to different NAE inhibitors. A NAE Inhibition Response Gene set could segregate the GBM cell lines that are most resistant to MLN4924. Conclusions Loss of WT PTEN is associated with non-sensitivity to three different compounds that inhibit NAE in GBM. A NAE Inhibition Response Gene Set largely consisting of DNA replication genes could segregate GBM cell lines most resistant to NAEi and may be the basis for future development of NAE inhibition signatures of vulnerability and clinical trial enrollment within a precision medicine paradigm.

Ventilator-associated pneumonia (VAP) is a common hospital-acquired infection, leading to high morbidity and mortality. Currently, bronchoalveolar lavage (BAL) is utilized in hospitals for VAP diagnosis and guiding treatment options. While BAL collection procedures are invasive, alternatives such as endotracheal aspirates (ETA) may be of diagnostic value, however, their utility has not been thoroughly explored. Longitudinal ETA and BAL were collected from 16 intubated patients up to 15 days, of which 11 developed VAP. We conducted a comprehensive LC-MS/MS based proteome and metabolome characterization of longitudinal ETA and BAL to detect host and pathogen responses to VAP infection. We discovered a diverse ETA proteome of the upper airways reflective of a rich and dynamic host-microbe interface. Prior to VAP diagnosis by microbial cultures from BAL, patient ETA presented characteristic signatures of reactive oxygen species and neutrophil degranulation, indicative of neutrophil mediated pathogen processing as a key host response to the VAP infection. Along with an increase in amino acids, this is suggestive of extracellular membrane degradation resulting from proteolytic activity of neutrophil proteases. Days prior to VAP diagnosis, detection of pathogen peptides with species level specificity in ETA may increase specificity over culture-based diagnosis. Our findings suggest that ETA may provide early mechanistic insights into host-pathogen interactions associated with VAP infection and therefore facilitate its diagnosis and treatment.

Chromatin remodeling plays a critical role in tumor suppression as demonstrated by 20% of human cancers bearing inactivating mutations in SWI/SNF chromatin remodeling complex members. Mutations in different SWI/SNF subunits drive a variety of adult and pediatric tumor types, including non-small cell lung cancers, rhabdoid tumors, medulloblastomas, and ovarian cancers. Small cell carcinoma of the ovary hypercalcemic type (SCCOHT) is an aggressive subtype of ovarian cancer occurring in young women. Nearly all (>98%) SCCOHTs have inactivating mutations in SMARCA4, which encodes 1 of 2 mutually exclusive catalytic subunits of the SWI/SNF complex. Less than half of SCCOHT patients survive 5 years despite aggressive surgery and multimodal chemotherapy. Empirical support for effective SCCOHT treatments is scarce, in part because of the poor understanding of SCCOHT tumorigenesis. To gain insight into the functional consequences of SWI/SNF subunit loss, we defined SWI/SNF composition and its protein-protein interactions (PPIs) by immunoprecipitation and mass spectrometry (IP-MS) of SWI/SNF subunits in 3 SCCOHT cell lines. Comparing these results to a cell line containing a wild-type SWI/SNF complex, the interaction of most canonical core SWI/SNF subunits was observed in all SCCOHT cell lines at a lower abundance. The SCCOHT SWI/SNF also lacked ATPase module subunits and showed a drastic reduction in PBAF-specific subunit interactions. The wild-type and SCCOHT SWI/SNF subunits immunoprecipitated a shared set of 26 proteins, including core SWI/SNF subunits and RNA processing proteins. We observed 131 proteins exclusively interacting with the wild-type SWI/SNF complex including isoform-specific SWI/SNF subunits, members of the NuRD complex, and members of the MLL3/4 complex. We observed 60 PPIs exclusive to the SCCOHT residual SWI/SNF shared in at least 2 of the 3 SCCOHT cell lines, including many proteins involved in RNA processing. Differential interactions with the residual SWI/SNF complex in SCCOHT may further elucidate altered functional consequences of SMARCA4 mutations in these tumors as well as identify synthetic lethal targets that translate to other SWI/SNF-deficient tumors.

Exercise is a multipotent stimulus that results in large-scale dynamic changes to the systemic molecular profile. Alternative exercise prescriptions and doses would be expected to result in distinct signatures due to differences in duration and intensity. We tested two novel combined endurance and resistance exercise regimens to better understand how differing prescriptions alter the acute metabolomics response at multiple timepoints up to 24h post-exercise. Serum metabolomics for n=37 untrained individuals was analyzed for participants completing traditional combined exercise [TRAD; n = 20 (11M/9F)] or high-intensity tactical training [HITT; n= 17 (9M/8F)] before exercise (pre), and immediately (h0), 3 and 24 h post-exercise (h3 and h24, respectively). We found minimal metabolites had a group by time interaction (2 with FDR < 0.10; 31 with nominal p < 0.05;), but both stimuli resulted in large-scale within-group changes to the circulating metabolome. TRAD consistently had greater numbers of differentially abundant metabolites (FDR < 0.10) as compared to HITT at h0 (431 vs. 333), h3 (435 vs. 331) and h24 (168 vs. 76). The major metabolite classes altered were related to key energy substrates for both groups at h0 (e.g., glucose, pyruvate) and energy replenishment for h3 and h24 (e.g., 12,13 diHOME, palmitylcarnitine, free fatty acids). In summary, our data are the first to describe the acute changes in the circulating metabolome following combined endurance and resistance exercise. Additionally, we show the two distinct doses of combined exercise led to generally similar patterns of responses, with the longer duration TRAD dose resulting in a higher magnitude of change.