ABSTRACT Senescence is a tumor suppressor mechanism triggered by oncogene expression and chemotherapy treatment. It orchestrates a definitive cessation of cell proliferation through the activation of the p53-p21 and p16-Rb pathways, coupled with the compaction of proliferative genes within heterochromatin regions. Some cancer cells have the ability to elude this proliferative arrest but the signaling pathways involved in circumventing senescence remain to be characterized. We have recently described that malignant cells capable of evading senescence have an increased expression of specific tRNAs, such as tRNA-Leu-CAA and tRNA-Tyr-GTA, alongside the activation of their corresponding tRNA ligases, namely LARS and YARS. We have previously shown that YARS promotes senescence escape by activating proliferation and cell cycle genes but its functions during this proliferative arrest remain largely unknown. In this study, we have continued to characterize the functions of YARS, describing non-canonical transcriptional functions of the ligase. Our results show that YARS is present in the nucleus of growing and senescent cells and interacts with the Trim28 transcriptional regulator. Importantly, YARS binds to the LIN9 promoter, a critical member of the Dream complex responsible for regulating cell cycle transcription. YARS facilitates the binding and the phosphorylation of the type II RNA polymerase and promotes the deposit of activating epigenetic marks on the LIN9 promoter. Consequently, during senescence escape, YARS promotes LIN9 expression and both proteins are necessary to induce the proliferation of emergent cells. These results underscore the unconventional transcriptional functions of YARS in promoting senescence escape by activating LIN9 and likely influencing the functions of the Dream complex.

In yeasts and higher eukaryotes, chromatin motions may be tuned to genomic functions, with transcriptional activation and the DNA damage response both leading to profound changes in chromatin dynamics. The RAD51 recombinase is a key mediator of chromatin mobility following DNA damage. As functions of RAD51 beyond DNA repair are being discovered, we asked if RAD51 modulates chromatin dynamics in the absence of DNA damage and found that inhibition or depletion of RAD51 alters chromatin motions in undamaged cells. Inhibition of RAD51 increased nucleosome clustering. Predictions from polymer models are that chromatin clusters reduce chain mobility and, indeed, we measured reduced motion of individual chromatin loci in cells treated with a RAD51 inhibitor. This effect was conserved in mammalian cells, yeasts, and plant cells. In contrast, RAD51 depletion or inhibition increased global chromatin motions at the microscale. The results uncover a role for RAD51 in regulating local and global chromatin dynamics independently from DNA damage and highlight the importance of considering different physical scales when studying chromatin dynamics.

Senescence is a tumor suppressor mechanism triggered by oncogene expression and chemotherapy treatment. It orchestrates a definitive cessation of cell proliferation through the activation of the p53-p21 and p16-Rb pathways, coupled with the compaction of proliferative genes within heterochromatin regions. Some cancer cells have the ability to elude this proliferative arrest but the signaling pathways involved in circumventing senescence remain to be characterized. We have recently described that malignant cells capable of evading senescence have an increased expression of specific tRNAs, such as tRNA-Leu-CAA and tRNA-Tyr-GTA, alongside the activation of their corresponding tRNA ligases, namely LARS and YARS. We have previously shown that YARS promotes senescence escape by activating proliferation and cell cycle genes but its functions during this proliferative arrest remain largely unknown. In this study, we have continued to characterize the functions of YARS, describing non-canonical transcriptional functions of the ligase. Our results show that YARS is present in the nucleus of proliferating and senescent cells and interacts with the Trim28 transcriptional regulator. Importantly, YARS binds to the LIN9 promoter, a critical member of the Dream complex responsible for regulating cell cycle gene transcription. The ligase facilitates the binding and the phosphorylation of the type II RNA polymerase and promotes the deposition of activating epigenetic marks on the LIN9 promoter. Consequently, during senescence escape, YARS activates LIN9 expression and both proteins are necessary to induce the proliferation of emergent cells. These results underscore unconventional transcriptional functions of YARS in activating LIN9 expression in proliferating cells and during senescence escape.