SUMOylation is a dynamic process, catalyzed by SUMO-specific ligases and reversed by Sentrin/SUMO-specific proteases (SENPs). The physiologic consequences of SUMOylation and deSUMOylation are not fully understood. Here we investigate the phenotypes of mice lacking SENP1 and find that SENP1−/− embryos show severe fetal anemia stemming from deficient erythropoietin (Epo) production and die midgestation. We determine that SENP1 controls Epo production by regulating the stability of hypoxia-inducible factor 1α (HIF1α) during hypoxia. Hypoxia induces SUMOylation of HIF1α, which promotes its binding to a ubiquitin ligase, von Hippel-Lindau (VHL) protein, through a proline hydroxylation-independent mechanism, leading to its ubiquitination and degradation. In SENP1−/− MEFs, hypoxia-induced transcription of HIF1α-dependent genes such as vascular endothelial growth factor (VEGF) and glucose transporter 1 (Glut-1) is markedly reduced. These results show that SENP1 plays a key role in the regulation of the hypoxic response through regulation of HIF1α stability and that SUMOylation can serve as a direct signal for ubiquitin-dependent degradation.

Purpose: To apply a novel visible and near-infrared optical coherence tomography (vnOCT) in the dexamethasone-induced ocular hypertension mouse model, and test the capability of four optical markers, peripapillary retinal nerve fiber layer (RNFL) thickness, total retinal blood flow, VN ratio and hemoglobin oxygen saturation (sO2), in detecting retinal ganglion cell (RGC) damage in association with ocular hypertension. Methods: Twelve mice (C57BL/6J) were separated into a control (n=6) and a dexamethasone group (n=6) receiving twice daily saline or dexamethasone eye drops, respectively, for 7 weeks. Intraocular pressure (IOP) measurements were taken at baseline and weekly. Optical measurements by vnOCT were longitudinally taken at baseline, 4 weeks and 7 weeks. Following week 7, ex vivo RGC counting was performed by immunostaining. Results: The dexamethasone group showed a measurable rise in IOP by week 2. Despite the IOP differences between the dexamethasone and control groups, there was not a statistical difference in RNFL thickness or total blood flow over 7 weeks. The dexamethasone group did show an increase in retinal arteriovenous sO2 difference (A-V sO2) that was significant at week 4 and 7. The RNFL VN ratio showed a significant decrease at week 4 and 7 in dexamethasone group associated with a decreased RGC count. Conclusions: RNFL VN ratio and A-V sO2 are capable of detecting early retinal alterations in the dexamethasone-induced ocular hypertension mouse model. Data analysis suggests VN ratio and A-V sO2 are correlated with RGC loss secondary to ocular hypertension, while being independent of IOP.

Suppressor of Hairless [Su(H)], the transcription factor at the end of the Notch pathway in Drosophila, utilizes the Hairless protein to recruit two co-repressors, Groucho (Gro) and C-terminal Binding Protein (CtBP), indirectly. Hairless is present only in the Pancrustacea, raising the question of how Su(H) in other protostomes gains repressive function. We show that Su(H) from a wide array of arthropods, molluscs, and annelids includes motifs that directly bind Gro and CtBP; thus, direct co-repressor recruitment is ancestral in the protostomes. How did Hairless come to replace this ancestral paradigm? Our discovery of a protein (S-CAP) in Myriapods and Chelicerates that contains a motif similar to the Su(H)-binding domain in Hairless has revealed a likely evolutionary connection between Hairless and Metastasis-associated (MTA) protein, a component of the NuRD complex. Sequence comparison and widely conserved microsynteny suggest that S–CAP and Hairless arose from a tandem duplication of an ancestral MTA gene.