ABSTRACT Chromosomal translocations frequently promote carcinogenesis by producing gain-of-function fusion proteins. Recent studies have identified highly recurrent chromosomal translocations in patients with Endometrial Stromal Sarcomas (ESS) and Ossifying FibroMyxoid Tumors (OFMT) leading to an in-frame fusion of PHF1 (PCL1) to six different subunits of the NuA4/TIP60 complex. While NuA4/TIP60 is a co-activator that acetylates chromatin and loads the H2A.Z histone variant, PHF1 is part of the Polycomb repressive complex 2 (PRC2) linked to transcriptional repression of key developmental genes through methylation of histone H3 on lysine 27. In this study, we characterize the fusion protein produced by the EPC1 - PHF1 translocation. The chimeric protein assembles a mega-complex harboring both NuA4/TIP60 and PRC2 activities and leads to mislocalization of chromatin marks in the genome, in particular over an entire topologically- associating domain including part of the HOXD cluster. This is linked to aberrant gene expression, most notably increased expression of PRC2 target genes. Furthermore, we show that JAZF1, implicated with a PRC2 component in the most frequent translocation in ESS, JAZF1-SUZ12 , is a potent transcription activator that physically associates with NuA4/TIP60, its fusion creating similar outcomes as EPC1-PHF1 . Importantly, the specific increased expression of PRC2 targets/ HOX genes was also confirmed with ESS patient samples. Altogether, these results indicate that most chromosomal translocations linked to these sarcomas employ the same molecular oncogenic mechanism through a physical merge of NuA4/TIP60 and PRC2 complexes leading to mislocalization of histone marks and aberrant polycomb target gene expression.

Abstract B cells and T cells collaborate in multiple sclerosis (MS) pathogenesis. IgH [MOG] mice possess a B cell repertoire skewed to recognize myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG). Here, we show that upon immunization with the T cell-obligate autoantigen, MOG [35-55] , IgH [MOG] mice develop rapid and exacerbated experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) relative to wildtype (WT) counterparts, characterized by aggregation of T and B cells in the IgH [MOG] meninges and by CD4 + T helper 17 (Th17) cells in the CNS. Production of the Th17 maintenance factor IL-23 is observed from IgH [MOG] CNS-infiltrating and meningeal B cells, and in vivo blockade of IL-23p19 attenuates disease severity in IgH [MOG] mice. In the CNS parenchyma and dura mater of IgH [MOG] mice, we observe an increased frequency of CD4 + PD-1 + CXCR5 - T cells that share numerous characteristics with the recently described T peripheral helper (Tph) cell subset. Further, CNS-infiltrating B and Tph cells from IgH [MOG] mice show increased reactive oxygen species (ROS) production. Meningeal inflammation, Tph-like cell accumulation in the CNS and B/Tph cell production of ROS were all reduced upon p19 blockade. Altogether, MOG-specific B cells promote autoimmune inflammation of the CNS parenchyma and meninges in an IL-23-dependent manner.

Abstract Intermittent hypoxia induces oxidative stress and alters hepatic metabolism, likely underlying the association of sleep apnea with non-alcoholic fatty liver disease. In male patients with sleep apnea, metabolic or liver diseases, the levels of testosterone are reduced, and in patients with metabolic diseases, low levels of testosterone are associated with oxidative stress. To assess potential interactions between testosterone and IH on hepatic oxidative stress we used sham-operated or orchiectomized (ORX) mice exposed to normoxia (Nx) or IH (6% O 2 , 12 cycles/h, 12h/day) for 2 weeks. The activity of prooxidant (NADPH oxidase – NOX), antioxidant enzymes (superoxide dismutase, catalase, and glutathione peroxidase – SOD, Cat, GPx), lipid peroxidation (MDA concentration) and the total concentration of glutathione (GSH) were measured in liver. IH induced a prooxidant profile of enzyme activity (lower SOD activity and higher NOX/SOD and NOX/Cat activity ratio) without altering hepatic MDA and GSH content. Using RNA sequencing followed by a pathway enrichment analysis we identified putative hepatic genes underlying the interactions between IH and testosterone. ORX and IH altered the expression of genes involved in oxidoreductase activities, cytochromes dependent pathways, and glutathione metabolism. Among the genes upregulated in ORX-IH mice, the flavin-containing monooxygenases (FMO) are particularly relevant since these are potent hepatic antioxidant that could help prevent overt oxidative stress in ORX-IH mice. Graphical Abstract

BACKGROUND: Multiple sclerosis (MS) is an autoimmune disorder of the central nervous system (CNS) that has traditionally been considered T cell-mediated. However, accumulating evidence points to a crucial role for B cells in disease processes. Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is a well-established model to study the immune aspects of CNS autoimmunity. METHODS: In order to examine the collaboration of B cells and T cells in EAE, we studied non-obese diabetic (NOD)-background IgH[MOG] mice, whose B cells express a transgenic IgH chain derived from a myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)-specific antibody. We immunized these and NOD WT controls with the MHC class II-restricted peptide MOG[35-55], which induces a CD4+ T cell-driven response. CNS tissue inflammation and demyelination were assessed histopathologically, and the phenotype of CNS-infiltrating mononuclear cells was studied by flow cytometry. The capacity of IgH[MOG] B cells to present antigen to CD4+ T cells was assessed using in vitro priming assays with MOG[35-55] as the antigen. RESULTS: MOG[35-55]-immunized IgH[MOG] mice rapidly developed severe EAE characterized by leukocytic infiltration and demyelination in the brain, spinal cord and optic nerve. Notably, while the frequency of CD4+ T cells was increased in the CNS of IgH[MOG] with severe disease relative to controls, no differences were observed with respect to the frequency of B cells. Further, IgH[MOG] CNS-infiltrating CD4+ T cells produced significantly higher levels of Th17-associated cytokines GM-CSF and IL-17 compared to those from controls. Mechanistically, IgH[MOG] B cells were better able than WT B cells to elicit inflammatory cytokine production from MOG[35-55]-specific CD4+ T cells in priming assays. CONCLUSION: These data show that MOG-specific B cells contribute to CD4+ T cell-driven EAE by promoting CD4+ T cell inflammation and recruitment to the CNS.

Sex differences in the incidence and severity of multiple sclerosis (MS) have long been recognized. However, the underlying cellular and molecular mechanisms for why male sex is associated with more aggressive and debilitating disease remain poorly defined. Using an T cell adoptive transfer model of chronic EAE, we find that male Th17 cells induced disease of increased severity relative to female Th17 cells, irrespective of whether transferred to male or female recipients. Throughout the disease course, a greater frequency of male Th17 cells produced the heterodox cytokine IFNγ, a hallmark of pathogenic Th17 responses. Intriguingly, sex chromosomal complement, and not hormones, were responsible for the increased pathogenicity of male Th17 cells and an X-linked immune regulator, Jarid1c , was downregulated in both pathogenic male Th17 and CD4+ T cells from men with MS. Together, our data indicate that male sex critical regulates Th17 cell plasticity and pathogenicity via sex chromosomal complement.

ABSTRACT MRG15/MORF4L1 is a highly conserved protein in eukaryotes that contains a chromodomain recognizing H3K36me3 in chromatin. Intriguingly, it has been reported in the literature to interact with several different factors involved in chromatin modifications, gene regulation, alternative mRNA splicing and DNA repair by homologous recombination. In order to get a complete and reliable picture of associations in physiological conditions, we used genome editing and tandem affinity purification to analyze the stable native interactome of human MRG15, its paralog MRGX/MORF4L2 that lacks the chromodomain, and MRGBP (MRG-binding protein) in isogenic K562 cells. We found stable interchangeable association of MRG15 and MRGX with the NuA4/TIP60 histone acetyltransferase/chromatin remodeler, Sin3B histone deacetylase/demethylase, ASH1L histone methyltransferase and PALB2/BRCA2 DNA repair protein complexes. These associations were further confirmed and analyzed by CRISPR-tagging of endogenous proteins and comparison of expressed isoforms. Importantly, based on structural information, point mutations could be introduced that can specifically disrupt MRG15 association with some complexes but not others. Most interestingly, we also identified a new abundant native complex formed by MRG15/X-MRGBP-BRD8-EP400NL that is functionally similar to the yeast TINTIN (Trimer Independent of NuA4 for Transcription Interactions with Nucleosomes) complex. Our results show that EP400NL, being homologous to the N-terminal region of NuA4/TIP60 subunit EP400, creates TINTIN by competing for BRD8 association. Functional genomics indicate that human TINTIN plays a role in transcription of specific genes. This is most likely linked to the H4ac-binding bromodomain of BRD8 along the H3K36me3-binding chromodomain of MRG15 on the coding region of transcribed genes. Taken together, our data provide a complete detailed picture of human MRG proteins-associated protein complexes which is essential to understand and correlate their diverse biological functions in chromatin-based nuclear processes. Highlights MRG15 and MRGX are stably associated with several different protein complexes important for genome expression and stability. Several MRG-containing complexes are chromatin modifiers. Specific point mutations in the MRG domain differentially affect associated complexes. A major human complex homologous to the yeast TINTIN complex is identified. The protein EP400NL competes with EP400 to functionally separate TINTIN from the NuA4/TIP60 complex. TINTIN contains a bromodomain and a chromodomain to regulate transcription.

ABSTRACT GFI1 is a SNAG-domain, DNA binding transcriptional repressor which controls myeloid differentiation, in particular the formation of neutrophils. Here we show that GFI1 interacts with the chromodomain helicase CHD4 and other components of the “Nucleosome remodeling and deacetylase” (NuRD) complex. In granulo-monocytic precursors, GFI1, CHD4 or GFI1/CHD4 complexes occupy sites of open chromatin enriched for histone marks associated with active transcription suggesting that GFI1 recruits the NuRD complex to target genes that are regulated by active or bivalent promoters and active enhancers. Our data also show that GFI1 and GFI1/CHD4 complexes occupy promoters of different sets of genes that are either enriched for IRF1 or SPI-1 consensus sites, respectively. During neutrophil differentiation, overall chromatin closure and depletion of H3K4me2 occurs at different degrees depending on whether GFI1, CHD4 or both are present, indicating that GFI1 affects the chromatin remodeling activity of the NuRD complex. Moreover, GFI1/CHD4 complexes regulate chromatin openness and histone modifications differentially to enable regulation of target genes affecting the signaling pathways of the immune response or nucleosome organization or cellular metabolic processes.

Abstract The 3-dimensional (3D) conformation of the chromatin creates complex networks of noncoding regulatory regions (distal elements) and promoters impacting gene regulation. Despite the importance of the role of noncoding regions in complex diseases, little is known about their interplay within regulatory hubs and implication in multigenic diseases like schizophrenia. Here we show that cis-regulatory hubs (CRHs) in neurons highlight functional interactions between distal elements and promoters, providing a model to explain epigenetic mechanisms involved in complex diseases. CRHs represent a new 3D model, where distal elements interact to create a complex network of active genes. In a disease context, CRHs highlighted strong enrichments in schizophrenia-associated genes, schizophrenia-associated SNPs and schizophrenia heritability compared to equivalent structures. Finally, CRHs exhibit larger proportions of genes differentially expressed in schizophrenia compared to promoter-distal element pairs or TADs. CRHs thus capture causal regulatory processes improving the understanding of complex disease etiology such as schizophrenia. These multiple lines of genetic and statistical evidence support CRHs as 3D models to study dysregulation of gene expression in complex diseases more generally. Summary Blurb Genes and their regulatory elements are organized within 3D networks in neurons which model functional structures and explain schizophrenia genetic etiology.