Primary neurulation is the process by which the neural tube, the central nervous system precursor, is formed from the neural plate. Incomplete neural tube closure occurs frequently, yet underlying causes remain poorly understood. Developmental studies in amniotes and amphibians have identified hingepoint and neural fold formation as key morphogenetic events and hallmarks of primary neurulation, the disruption of which causes neural tube defects. In contrast, the mode of neurulation in teleosts like zebrafish has remained highly debated. Teleosts are thought to have evolved a unique pattern of neurulation, whereby the neural plate infolds in absence of hingepoints and neural folds, at least in the hindbrain/trunk where it has been studied. We report here on zebrafish forebrain morphogenesis where we identify these morphological landmarks. Our findings reveal a deeper level of conservation of neurulation than previously recognized and establish the zebrafish as a model to understand human neural tube development.

Abstract Set1 is an H3K4 methyltransferase which comprises the catalytic subunit of the COMPASS complex and has been implicated in transcription, DNA repair, cell cycle control, and numerous other genomic functions. Set1 also promotes proper telomere maintenance, as cells lacking Set1 have short telomeres and disrupted subtelomeric gene repression; however, the precise role for Set1 in these processes has not been fully defined. In this study, we have tested mutants of Set1 and the COMPASS complex which differentially alter H3K4 methylation status and attempt to separate catalytic and non-catalytic functions of Set1. Our data reveal that Set1-dependent subtelomeric gene repression relies on its catalytic activity towards H3K4, whereas telomere length is regulated by Set1 catalytic activity but likely independent of the H3K4 substrate. Furthermore, we uncover a role for Set1 in calibrating the abundance of critical telomere maintenance proteins, including components of the telomerase holoenzyme and members of the telomere capping CST (Cdc13-Stn1-Ten1) complex, through both transcriptional and post-transcriptional pathways. Altogether, our data provide new insights into the H3K4 methylation-dependent and independent roles for Set1 in telomere maintenance in yeast and shed light on possible roles for Set1-related methyltransferases in other systems.

Abstract The yeast chromatin protein Set4 is a member of the Set3-subfamily of SET domain proteins which play critical roles in the regulation of gene expression in diverse developmental and environmental contexts, although they appear to lack methyltransferase activity. The molecular functions of Set4 are relatively unexplored, likely due to its low abundance in standard growth conditions. We previously reported that Set4 promotes survival during oxidative stress and regulates expression of stress response genes via stress-dependent chromatin localization. In this study, global gene expression analysis and investigation of histone modification status has revealed a role for Set4 in maintaining gene repressive mechanisms within yeast subtelomeres under both normal and stress conditions. We show that Set4 works in a partially overlapping pathway to the SIR complex and the histone deacetylase Rpd3 to maintain proper levels of histone acetylation and expression of stress response genes encoded in subtelomeres. This role for Set4 is particularly critical for cells under hypoxic conditions, and the loss of Set4 decreases cell fitness and cell wall integrity in hypoxia. These findings uncover a new regulator of subtelomeric chromatin that is key to stress defense pathways and demonstrate a function for yeast Set4 in regulating repressive, heterochromatin-like environments.