Significance BAP1 is a deubiquitinase of histone H2A involved in chromatin remodeling. Several studies identified BAP1 as major tumor suppressor inactivated in various cancers. Nonetheless, the manner in which BAP1 protects against cancer development remains enigmatic. We now show that BAP1 is recruited to double-strand DNA break sites and promotes error-free repair of these lesions. We also provide the first evidence that phosphorylation coordinates the function of BAP1 in promoting cellular recovery from DNA damage. Thus, our study represents a significant advance in the field of ubiquitin signaling in the context of cancer development.

The candidate tumor suppressor BAP1 is a deubiquitinating enzyme (DUB) involved in the regulation of cell proliferation, although the molecular mechanisms governing its function remain poorly defined. BAP1 was recently shown to interact with and deubiquitinate the transcriptional regulator host cell factor 1 (HCF-1). Here we show that BAP1 assembles multiprotein complexes containing numerous transcription factors and cofactors, including HCF-1 and the transcription factor Yin Yang 1 (YY1). Through its coiled-coil motif, BAP1 directly interacts with the zinc fingers of YY1. Moreover, HCF-1 interacts with the middle region of YY1 encompassing the glycine-lysine-rich domain and is essential for the formation of a ternary complex with YY1 and BAP1 in vivo. BAP1 activates transcription in an enzymatic-activity-dependent manner and regulates the expression of a variety of genes involved in numerous cellular processes. We further show that BAP1 and HCF-1 are recruited by YY1 to the promoter of the cox7c gene, which encodes a mitochondrial protein used here as a model of BAP1-activated gene expression. Our findings (i) establish a direct link between BAP1 and the transcriptional control of genes regulating cell growth and proliferation and (ii) shed light on a novel mechanism of transcription regulation involving ubiquitin signaling.

The enzyme complex KEOPS (Kinase, Endopeptidase and Other Proteins of Small size) installs the universally conserved and essential N6-threonylcarbamoyl adenosine modification (t6A) on ANN-decoding tRNAs in eukaryotes and in archaea. KEOPS consists of Cgi121, Kae1, Pcc1, Gon7 and the atypical kinase/ATPase Bud32. Except Gon7, all KEOPS subunits are needed for tRNA modification, and in humans, mutations in all five genes underlie the lethal genetic disease Galloway Mowat Syndrome (GAMOS). Kae1 catalyzes the modification of tRNA, but the specific contributions of Bud32 and the other subunits are less clear. Here we solved cryogenic electron microscopy structures of KEOPS with and without a tRNA substrate. We uncover distinct flexibility of KEOPS-bound tRNA revealing a conformational change that may enable its modification by Kae1. We further identified a contact between a flipped-out base of the tRNA and an arginine residue in C-terminal tail of Bud32 that correlates with the conformational change in the tRNA. We also uncover contact surfaces within the KEOPS-tRNA holo-enzyme substrate complex that are required for Bud32 ATPase regulation and t6A modification activity. Our findings uncover inner workings of KEOPS including a basis for substrate specificity and why Kae1 depends on all other subunits. tRNA modifications are vital for their function in protein synthesis, one of the most central processes in all living cells. Here the authors show how KEOPS, a multi-subunit tRNA modifying complex, engages and acts on a substrate tRNA.