Abstract Long noncoding RNAs (lncRNAs) are expressed in many brain circuits and neuronal types, but their significance to normal brain functions has remained largely unknown. Here, we study the functions in the central nervous system of Silc1 , a lncRNA we previously showed to be important for neuroregeneration in the peripheral nervous system. We found that Silc1 is rapidly and strongly induced upon stimulation in the hippocampus and is required for efficient spatial learning. Silc1 production is important for the induction of Sox11 (its cis-regulated target gene) throughout the CA1-CA3 regions and the proper expression of key Sox11 target genes. Consistent with its newly found role in neuronal plasticity, we find that during aging and in models of Alzheimer’s disease Silc1 levels decline. Overall, we uncover a novel plasticity pathway, in which Silc1 acts as an immediate-early gene to activate Sox11 to induce a neuronal growth-associated transcriptional program important for memory formation.

Abstract Downregulation of the urea cycle enzyme argininosuccinate synthase (ASS1) in multiple tumors is associated with a poor prognosis partly because of the metabolic diversion of cytosolic aspartate for pyrimidine synthesis, supporting proliferation and mutagenesis owing to nucleotide imbalance. Here, we find that prolonged loss of ASS1 promotes DNA damage in colon cancer cells and fibroblasts from subjects with citrullinemia type I. Following acute induction of DNA damage with doxorubicin, ASS1 expression is elevated in the cytosol and the nucleus with at least a partial dependency on p53; ASS1 metabolically restrains cell cycle progression in the cytosol by restricting nucleotide synthesis. In the nucleus, ASS1 and ASL generate fumarate for the succination of SMARCC1, destabilizing the chromatin-remodeling complex SMARCC1–SNF5 to decrease gene transcription, specifically in a subset of the p53-regulated cell cycle genes. Thus, following DNA damage, ASS1 is part of the p53 network that pauses cell cycle progression, enabling genome maintenance and survival. Loss of ASS1 contributes to DNA damage and promotes cell cycle progression, likely contributing to cancer mutagenesis and, hence, adaptability potential.

Genomic loci adjacent to genes encoding for transcription factors and chromatin remodelers are enriched for long non-coding RNAs (lncRNAs), but the functional importance of this enrichment is largely unclear. Chromodomain helicase DNA binding protein 2 (Chd2) is a chromatin remodeller with various reported functions in cell differentiation and DNA damage response. Heterozygous mutations in human CHD2 have been implicated in epilepsy, neurodevelopmental delay, and intellectual disability. Here we show that Chaserr, a highly conserved lncRNA transcribed from a region near the transcription start site of Chd2 and on the same strand, acts in concert with the CHD2 protein to maintain proper Chd2 expression levels. Loss of Chaserr in mice leads to early postnatal lethality in homozygous mice, and severe growth retardation in heterozygotes. Mechanistically, loss of Chaserr leads to substantially increased Chd2 mRNA and protein levels, which in turn lead to increased transcriptional interference by inhibiting promoters found downstream of highly expressed genes. We further show that Chaserr production represses Chd2 expression solely in cis, and that the phenotypic consequences of Chaserr loss are rescued when Chd2 is perturbed as well. Targeting Chaserr is thus a potentially viable strategy for increasing CHD2 levels in haploinsufficient individuals.