Cytochrome c (Cytc) is important for both mitochondrial respiration and apoptosis, both of which are altered in cancer cells that switch to Warburg metabolism and manage to evade apoptosis. We earlier reported that lysine 53 (K53) of Cytc is acetylated in prostate cancer. K53 is conserved in mammals that is known to be essential for binding to cytochrome c oxidase and apoptosis protease activating factor-1 (Apaf-1). Here we report the effects of this acetylation on the main functions of cytochrome c by expressing acetylmimetic K53Q in cytochrome c double knockout cells. Other cytochrome c variants analyzed were wild-type, K53R as a control that maintains the positive charge, and K53I, which is present in some non-mammalian species. Intact cells expressing K53Q cytochrome c showed 49% decreased mitochondrial respiration and a concomitant increase in glycolytic activity (Warburg effect). Furthermore, mitochondrial membrane potential was decreased, correlating with notably reduced basal mitochondrial superoxide levels and decreased cell death upon challenge with H2O2 or staurosporine. To test for markers of cancer aggressiveness and invasiveness, cells were grown in 3D spheroid culture. K53Q cytochrome c-expressing cells showed profoundly increased protrusions compared to WT, suggesting increased invasiveness. We propose that K53 acetylation of cytochrome c is an adaptive response that mediates prostate cancer metabolic reprogramming and evasion of apoptosis, which are two hallmarks of cancer, to better promote tumor survival and metastasis.

Traumatic brain injury (TBI) can cause persistent pathological alteration of neurons. This may lead to cognitive dysfunctions, depression, and even increased susceptibility to life threatening diseases, such as epilepsy and Alzheimer’s Disease. To investigate the underlying genetic and molecular basis of TBI, Wasserman and colleagues developed an inexpensive and reproducible model for simulating TBI in Drosophila melanogaster (Fruit Fly). Using a modified version of this high impact trauma (HIT) device, we subjected w1118 fruit flies to mild closed head trauma. To determine the transcriptomic changes that contribute to survival post TBI, we collected fly heads from the survivors at 2 time points; 4 hours and 24 hours’ post-trauma. Mild TBI had limited impact on the steady state RNA levels but showed large perturbations in alternative splicing (AS) 24 hours’ post-trauma. Classification of these AS changes showed selective retention (RI) of long introns (>81bps), with a mean size of ~3000bps. Some of these RI genes also showed a significant reduction in transcript abundance and were specifically enriched in genes involved in mitochondrial metabolism. The RI are enriched in ACACACA motifs known to bind to Smooth (SM), an hnRNPL class of splicing factor. Mutating SM (sm4/Df) resulted in reversal of RI observed 24 hours’ post-trauma, and in some cases, elimination of basal levels of RI in long introns. This observation suggests that SM is critical regulator of RI and that this process is enhanced by TBI. Interestingly, chromatin immunoprecipitation followed by deep sequencing (ChIP-seq) for histone 3 lysine 36 trimethylation (H3K36me3) revealed increased levels of this histone modification in retained introns post-trauma. Consistent with this observation, mutations in lysine specific demethylase 4A (KDM4A), which de-methylate H3K36me3, increased RI in many of the same long introns affected by TBI. Additionally, higher H3K36me3 levels are observed around intronic SM-binding motifs post-trauma, suggesting interaction between H3K36me3 and SM binding to intronic splicing suppressor sites might be responsible for increasing RI of metabolic genes as a novel mechanism to improve survival after TBI.

Abstract Background Venetoclax + azacitidine is a frontline treatment for older adult acute myeloid leukemia (AML) patients and a salvage therapy for relapsed/refractory patients who have been treated with intensive chemotherapy. While this is an important treatment option, many patients fail to achieve complete remission and of those that do, majority relapse. Leukemia stem cells (LSCs) are believed to be responsible for AML relapse and can be targeted through oxidative phosphorylation reduction. We previously reported that ONC213 disrupts oxidative phosphorylation and decreases Mcl-1 protein, which play a key role in venetoclax resistance. Here we investigated the antileukemic activity and underlying molecular mechanism of the combination of ONC213 + venetoclax against AML cells. Methods Flow cytometry was used to determine drug-induced apoptosis. Protein level changes were determined by western blot. An AML cell line-derived xenograft mouse model was used to determine the effects of ONC213 + venetoclax on survival. A patient-derived xenograft (PDX) mouse model was used to determine drug effects on CD45+/CD34+/CD38-/CD123 + cells. Colony formation assays were used to assess drug effects on AML progenitor cells. Mcl-1 and Bax/Bak knockdown and Mcl-1 overexpression were used to confirm their role in the mechanism of action. The effect of ONC213 + venetoclax on mitochondrial respiration was determined using a Seahorse bioanalyzer. Results ONC213 + venetoclax synergistically kills AML cells, including those resistant to venetoclax alone as well as venetoclax + azacitidine. The combination significantly reduced colony formation capacity of primary AML progenitors compared to the control and either treatment alone. Further, the combination prolonged survival in an AML cell line-derived xenograft model and significantly decreased LSCs in an AML PDX model. Conclusions ONC213 can resensitize VEN + AZA-resistant AML cells to venetoclax therapy and target LSCs ex vivo and in vivo.

Cytochrome c oxidase (CcO) reduces O