Endoplasmic reticulum stress is emerging as an important modulator of different pathologies and as a mechanism contributing to cancer cell death in response to therapeutic agents. In several instances, oxidative stress and the onset of endoplasmic reticulum (ER) stress occur together; yet, the molecular events linking reactive oxygen species (ROS) to ER stress-mediated apoptosis are currently unknown. Here, we show that PERK (RNA-dependent protein kinase (PKR)-like ER kinase), a key ER stress sensor of the unfolded protein response, is uniquely enriched at the mitochondria-associated ER membranes (MAMs). PERK−/− cells display disturbed ER morphology and Ca2+ signaling as well as significantly weaker ER-mitochondria contact sites. Re-expression of a kinase-dead PERK mutant but not the cytoplasmic deletion mutant of PERK in PERK−/− cells re-establishes ER-mitochondria juxtapositions and mitochondrial sensitization to ROS-mediated stress. In contrast to the canonical ER stressor thapsigargin, during ROS-mediated ER stress, PERK contributes to apoptosis twofold by sustaining the levels of pro-apoptotic C/EBP homologous protein (CHOP) and by facilitating the propagation of ROS signals between the ER and mitochondria through its tethering function. Hence, this study reveals an unprecedented role of PERK as a MAMs component required to maintain the ER-mitochondria juxtapositions and propel ROS-mediated mitochondrial apoptosis. Furthermore, it suggests that loss of PERK may cause defects in cell death sensitivity in pathological conditions linked to ROS-mediated ER stress.

Abstract Background Tunicates are the closest relatives of vertebrates and are widely used as models to study the evolutionary developmental biology of chordates. Their phylogeny, however, remains poorly understood and to date, only the 18S rRNA nuclear gene and mitogenomes have been used to delineate the major groups of tunicates. To resolve their evolutionary relationships and provide a first estimate of their divergence times, we used a transcriptomic approach to build a phylogenomic dataset including all major tunicate lineages, consisting of 258 evolutionarily conserved orthologous genes from representative species. Results Phylogenetic analyses using site-heterogeneous CAT mixture models of amino acid sequence evolution resulted in a strongly supported tree topology resolving the relationships among four major tunicate clades: 1) Appendicularia, 2) Thaliacea + Phlebobranchia + Aplousobranchia, 3) Molgulidae, and 4) Styelidae + Pyuridae. Notably, the morphologically derived Thaliacea are confirmed as the sister-group of the clade uniting Phlebobranchia + Aplousobranchia within which the precise position of the model ascidian genus Ciona remains uncertain. Relaxed molecular clock analyses accommodating the accelerated evolutionary rate of tunicates reveal ancient diversification (~450-350 million years ago) among the major groups and allow comparing their evolutionary age with respect to the major vertebrate model lineages. Conclusions Our study represents the most comprehensive phylogenomic dataset for the main tunicate lineages. It offers a reference phylogenetic framework and first tentative timescale for tunicates, allowing the direct comparison with vertebrate model species in comparative genomics and evolutionary developmental biology studies.

Plasma growth differentiation factor-15 (GDF-15) levels increase with obesity and metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD) but the underlying mechanism remains poorly defined. Using male mouse models of obesity and MASLD, and biopsies from carefully-characterized patients regarding obesity, type 2 diabetes (T2D) and MASLD status, we identify adipose tissue (AT) as the key source of GDF-15 at onset of obesity and T2D, followed by liver during the progression towards metabolic dysfunction-associated steatohepatitis (MASH). Obesity and T2D increase GDF15 expression in AT through the accumulation of macrophages, which are the main immune cells expressing GDF15. Inactivation of Gdf15 in macrophages reduces plasma GDF-15 concentrations and exacerbates obesity in mice. During MASH development, Gdf15 expression additionally increases in hepatocytes through stress-induced TFEB and DDIT3 signaling. Together, these results demonstrate a dual contribution of AT and liver to GDF-15 production in metabolic diseases and identify potential therapeutic targets to raise endogenous GDF-15 levels.

Only a minority of the many genomic clusters of transcription factor binding motifs (TFBM) act as transcriptional enhancers. To identify determinants of enhancer activity, we randomized the spacer sequences separating the ETS and GATA sites of the early neural enhancer of the tunicate Ciona intestinalis Otx gene. We show that spacer sequence randomization affects the level of activity of the enhancer, in part through distal effects on the affinity of the transcription factors for their binding sites. A possible mechanism is suggested by the observation that the shape of the DNA helix within the TFBM can be affected by mutation of flanking bases that modulate transcription factor affinity. Strikingly, dormant genomic clusters of ETS and GATA sites are awakened by most instances of spacer randomization, suggesting that the sequence of naturally-occurring spacers ensures the dormancy of a majority of the large reservoir of TFBM clusters present in a metazoan genome.