BRCA1-associated protein 1 (BAP1) regulates calcium flux in the endoplasmic reticulum to facilitate the execution of apoptosis, unveiling a new facet of the role of BAP1 as an environmental tumour suppressor. BAP1 is a tumour suppressor associated with germline mutations in several malignancies including uveal melanoma and mesothelioma. BAP1 tumour suppressor activity has previously been linked to its nuclear role in maintaining genome integrity. Here, the authors reveal a new role for BAP1 in the endoplasmic reticulum, where it regulates calcium flux to facilitate the execution of apoptosis. Loss of BAP1 function prevents apoptosis in transformed cells with accumulated DNA damage. The results unveil a new facet of the role of BAP1 as an environmental tumour suppressor. BRCA1-associated protein 1 (BAP1) is a potent tumour suppressor gene that modulates environmental carcinogenesis1,2,3. All carriers of inherited heterozygous germline BAP1-inactivating mutations (BAP1+/−) developed one and often several BAP1−/− malignancies in their lifetime4, mostly malignant mesothelioma, uveal melanoma2,5, and so on6,7,8,9,10. Moreover, BAP1-acquired biallelic mutations are frequent in human cancers8,11,12,13,14. BAP1 tumour suppressor activity has been attributed to its nuclear localization, where it helps to maintain genome integrity15,16,17. The possible activity of BAP1 in the cytoplasm is unknown. Cells with reduced levels of BAP1 exhibit chromosomal abnormalities and decreased DNA repair by homologous recombination18, indicating that BAP1 dosage is critical. Cells with extensive DNA damage should die and not grow into malignancies. Here we discover that BAP1 localizes at the endoplasmic reticulum. Here, it binds, deubiquitylates, and stabilizes type 3 inositol-1,4,5-trisphosphate receptor (IP3R3), modulating calcium (Ca2+) release from the endoplasmic reticulum into the cytosol and mitochondria, promoting apoptosis. Reduced levels of BAP1 in BAP1+/− carriers cause reduction both of IP3R3 levels and of Ca2+ flux, preventing BAP1+/− cells that accumulate DNA damage from executing apoptosis. A higher fraction of cells exposed to either ionizing or ultraviolet radiation, or to asbestos, survive genotoxic stress, resulting in a higher rate of cellular transformation. We propose that the high incidence of cancers in BAP1+/− carriers results from the combined reduced nuclear and cytoplasmic activities of BAP1. Our data provide a mechanistic rationale for the powerful ability of BAP1 to regulate gene–environment interaction in human carcinogenesis.

In liver the mitochondrial sirtuin, SIRT5, controls ammonia detoxification by regulating CPS1, the first enzyme of the urea cycle. However, while SIRT5 is ubiquitously expressed, urea cycle and CPS1 are only present in the liver and, to a minor extent, in the kidney. To address the possibility that SIRT5 is involved in ammonia production also in nonliver cells, clones of human breast cancer cell lines MDA-MB-231 and mouse myoblast C2C12, overexpressing or silenced for SIRT5 were produced. Our results show that ammonia production increased in SIRT5-silenced and decreased in SIRT5-overexpressing cells. We also obtained the same ammonia increase when using a new specific inhibitor of SIRT5 called MC3482. SIRT5 regulates ammonia production by controlling glutamine metabolism. In fact, in the mitochondria, glutamine is transformed in glutamate by the enzyme glutaminase, a reaction producing ammonia. We found that SIRT5 and glutaminase coimmunoprecipitated and that SIRT5 inhibition resulted in an increased succinylation of glutaminase. We next determined that autophagy and mitophagy were increased by ammonia by measuring autophagic proteolysis of long-lived proteins, increase of autophagy markers MAP1LC3B, GABARAP, and GABARAPL2, mitophagy markers BNIP3 and the PINK1-PARK2 system as well as mitochondrial morphology and dynamics. We observed that autophagy and mitophagy increased in SIRT5-silenced cells and in WT cells treated with MC3482 and decreased in SIRT5-overexpressing cells. Moreover, glutaminase inhibition or glutamine withdrawal completely prevented autophagy. In conclusion we propose that the role of SIRT5 in nonliver cells is to regulate ammonia production and ammonia-induced autophagy by regulating glutamine metabolism.

Abstract Accumulating senescent cells within tissues contribute to the progression of aging and age-related diseases. Botanical extracts, rich in phytoconstituents, present a useful resource for discovering therapies that could target senescence and thus improve healthspan. Here, we show that daily oral administration of a standardized extract of Salvia haenkei (Haenkenium (HK)) extended lifespan and healthspan of naturally aged mice. HK treatment inhibited age-induced inflammation, fibrosis and senescence markers across several tissues, as well as increased muscle strength and fur thickness compared with age-matched controls. We also found that HK treatment reduced acutely induced senescence by the chemotherapeutic agent doxorubicin, using p16 LUC reporter mice. We profiled the constituent components of HK by mass spectrometry, and identified luteolin—the most concentrated flavonoid in HK—as a senomorphic compound. Mechanistically, by performing surface plasmon resonance and in situ proximity ligation assay, we found that luteolin disrupted the p16–CDK6 interaction. This work demonstrates that administration of HK promotes longevity in mice, possibly by modulating cellular senescence and by disrupting the p16–CDK6 interaction.

Cancer cells modulate their metabolism, creating an acidic microenvironment that, in turn, can favor tumor progression and chemotherapy resistance. Tumor cells adopt strategies to survive a drop in extracellular pH (pHe). In the present manuscript, we investigated the contribution of mitochondrial sirtuin 3 (SIRT3) to the adaptation and survival of cancer cells to a low pHe. SIRT3-overexpressing and silenced breast cancer cells MDA-MB-231 and human embryonic kidney HEK293 cells were grown in buffered and unbuffered media at pH 7.4 and 6.8 for different times. mRNA expression of SIRT3 and CAVB, was measured by RT-PCR. Protein expression of SIRT3, CAVB and autophagy proteins was estimated by western blot. SIRT3-CAVB interaction was determined by immunoprecipitation and proximity ligation assays (PLA). Induction of autophagy was studied by western blot and TEM. SIRT3 overexpression increases the survival of both cell lines. Moreover, we demonstrated that SIRT3 controls intracellular pH (pHi) through the regulation of mitochondrial carbonic anhydrase VB (CAVB). Interestingly, we obtained similar results by using MC2791, a new SIRT3 activator. Our results point to the possibility of modulating SIRT3 to decrease the response and resistance of tumor cells to the acidic microenvironment and ameliorate the effectiveness of anticancer therapy.