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Berico P, Nogaret M, Cigrang M, Lallement A, Vand-Rajabpour F, Flores-Yanke A, Gambi G, Davidson G, Seno L, Obid J, Vokshi BH, Le Gras S, Mengus G, Ye T, Cordero CF, Dalmasso M, Compe E, Bertolotto C, Hernando E, Davidson I, Coin F. Super-enhancer-driven expression of BAHCC1 promotes melanoma cell proliferation and genome stability. Cell Rep 2023; 42:113363. [PMID: 37924516 DOI: 10.1016/j.celrep.2023.113363] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/02/2022] [Revised: 07/27/2023] [Accepted: 10/16/2023] [Indexed: 11/06/2023] Open
Abstract
Super-enhancers (SEs) are stretches of enhancers ensuring a high level of expression of key genes associated with cell function. The identification of cancer-specific SE-driven genes is a powerful means for the development of innovative therapeutic strategies. Here, we identify a MITF/SOX10/TFIIH-dependent SE promoting the expression of BAHCC1 in a broad panel of melanoma cells. BAHCC1 is highly expressed in metastatic melanoma and is required for tumor engraftment, growth, and dissemination. Integrative genomics analyses reveal that BAHCC1 is a transcriptional regulator controlling expression of E2F/KLF-dependent cell-cycle and DNA-repair genes. BAHCC1 associates with BRG1-containing remodeling complexes at the promoters of these genes. BAHCC1 silencing leads to decreased cell proliferation and delayed DNA repair. Consequently, BAHCC1 deficiency cooperates with PARP inhibition to induce melanoma cell death. Our study identifies BAHCC1 as an SE-driven gene expressed in melanoma and demonstrates how its inhibition can be exploited as a therapeutic target.
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Affiliation(s)
- Pietro Berico
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France; Department of Pathology, New York University Grossman School of Medicine, New York, NY 10016, USA; Interdisciplinary Melanoma Cooperative Group, Perlmutter Cancer Center, NYU Langone Health, New York, NY 10016, USA
| | - Maguelone Nogaret
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Max Cigrang
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Antonin Lallement
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Fatemeh Vand-Rajabpour
- Department of Pathology, New York University Grossman School of Medicine, New York, NY 10016, USA; Interdisciplinary Melanoma Cooperative Group, Perlmutter Cancer Center, NYU Langone Health, New York, NY 10016, USA
| | - Amanda Flores-Yanke
- Department of Pathology, New York University Grossman School of Medicine, New York, NY 10016, USA; Interdisciplinary Melanoma Cooperative Group, Perlmutter Cancer Center, NYU Langone Health, New York, NY 10016, USA
| | - Giovanni Gambi
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Guillaume Davidson
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Leane Seno
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Julian Obid
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Bujamin H Vokshi
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Stephanie Le Gras
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Gabrielle Mengus
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Tao Ye
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Carlos Fernandez Cordero
- Department of Pathology, New York University Grossman School of Medicine, New York, NY 10016, USA; Interdisciplinary Melanoma Cooperative Group, Perlmutter Cancer Center, NYU Langone Health, New York, NY 10016, USA
| | - Mélanie Dalmasso
- Université Côte d'Azur, Nice, France; INSERM, Biology and Pathologies of Melanocytes, Equipe labellisée "Ligue contre le Cancer 2020" and Equipe labellisée "Fondation ARC 2022", Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire, Nice, France
| | - Emmanuel Compe
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
| | - Corine Bertolotto
- Université Côte d'Azur, Nice, France; INSERM, Biology and Pathologies of Melanocytes, Equipe labellisée "Ligue contre le Cancer 2020" and Equipe labellisée "Fondation ARC 2022", Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire, Nice, France
| | - Eva Hernando
- Department of Pathology, New York University Grossman School of Medicine, New York, NY 10016, USA; Interdisciplinary Melanoma Cooperative Group, Perlmutter Cancer Center, NYU Langone Health, New York, NY 10016, USA
| | - Irwin Davidson
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France.
| | - Frédéric Coin
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labéllisée, "Ligue contre le Cancer 2022", BP 163, 67404 Illkirch Cedex, C.U. Strasbourg, France; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, 67404 Illkirch, France; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, 67404 Illkirch, France; Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France.
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Sandoz J, Cigrang M, Zachayus A, Catez P, Donnio LM, Elly C, Nieminuszczy J, Berico P, Braun C, Alekseev S, Egly JM, Niedzwiedz W, Giglia-Mari G, Compe E, Coin F. Active mRNA degradation by EXD2 nuclease elicits recovery of transcription after genotoxic stress. Nat Commun 2023; 14:341. [PMID: 36670096 PMCID: PMC9859823 DOI: 10.1038/s41467-023-35922-5] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/20/2022] [Accepted: 01/06/2023] [Indexed: 01/22/2023] Open
Abstract
The transcriptional response to genotoxic stress involves gene expression arrest, followed by recovery of mRNA synthesis (RRS) after DNA repair. We find that the lack of the EXD2 nuclease impairs RRS and decreases cell survival after UV irradiation, without affecting DNA repair. Overexpression of wild-type, but not nuclease-dead EXD2, restores RRS and cell survival. We observe that UV irradiation triggers the relocation of EXD2 from mitochondria to the nucleus. There, EXD2 is recruited to chromatin where it transiently interacts with RNA Polymerase II (RNAPII) to promote the degradation of nascent mRNAs synthesized at the time of genotoxic attack. Reconstitution of the EXD2-RNAPII partnership on a transcribed DNA template in vitro shows that EXD2 primarily interacts with an elongation-blocked RNAPII and efficiently digests mRNA. Overall, our data highlight a crucial step in the transcriptional response to genotoxic attack in which EXD2 interacts with elongation-stalled RNAPII on chromatin to potentially degrade the associated nascent mRNA, allowing transcription restart after DNA repair.
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Affiliation(s)
- Jérémy Sandoz
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Illkirch Cedex, C.U. Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, 2022, Strasbourg, France
- Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, Illkirch, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Max Cigrang
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Illkirch Cedex, C.U. Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, 2022, Strasbourg, France
- Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, Illkirch, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Amélie Zachayus
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Illkirch Cedex, C.U. Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, 2022, Strasbourg, France
- Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, Illkirch, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Philippe Catez
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Illkirch Cedex, C.U. Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, 2022, Strasbourg, France
- Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, Illkirch, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Lise-Marie Donnio
- Institut NeuroMyogène (INMG) - Laboratoire Physiopathologie et Génétique du Neurone et du Muscle, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS UMR 5261, INSERM U1315, Lyon, France
| | - Clèmence Elly
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Illkirch Cedex, C.U. Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, 2022, Strasbourg, France
- Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, Illkirch, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | | | - Pietro Berico
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Illkirch Cedex, C.U. Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, 2022, Strasbourg, France
- Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, Illkirch, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Cathy Braun
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Illkirch Cedex, C.U. Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, 2022, Strasbourg, France
- Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, Illkirch, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Sergey Alekseev
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Illkirch Cedex, C.U. Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, 2022, Strasbourg, France
- Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, Illkirch, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Jean-Marc Egly
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Illkirch Cedex, C.U. Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, 2022, Strasbourg, France
- Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, Illkirch, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | | | - Giuseppina Giglia-Mari
- Institut NeuroMyogène (INMG) - Laboratoire Physiopathologie et Génétique du Neurone et du Muscle, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS UMR 5261, INSERM U1315, Lyon, France
| | - Emmanuel Compe
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Illkirch Cedex, C.U. Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, 2022, Strasbourg, France
- Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, Illkirch, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Frédéric Coin
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Illkirch Cedex, C.U. Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, 2022, Strasbourg, France.
- Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U1258, Illkirch, France.
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France.
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Rubanov A, Berico P, Hernando E. Epigenetic Mechanisms Underlying Melanoma Resistance to Immune and Targeted Therapies. Cancers (Basel) 2022; 14:cancers14235858. [PMID: 36497341 PMCID: PMC9738385 DOI: 10.3390/cancers14235858] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/11/2022] [Accepted: 11/22/2022] [Indexed: 11/30/2022] Open
Abstract
Melanoma is an aggressive skin cancer reliant on early detection for high likelihood of successful treatment. Solar UV exposure transforms melanocytes into highly mutated tumor cells that metastasize to the liver, lungs, and brain. Even upon resection of the primary tumor, almost thirty percent of patients succumb to melanoma within twenty years. Identification of key melanoma genetic drivers led to the development of pharmacological BRAFV600E and MEK inhibitors, significantly improving metastatic patient outcomes over traditional cytotoxic chemotherapy or pioneering IFN-α and IL-2 immune therapies. Checkpoint blockade inhibitors releasing the immunosuppressive effects of CTLA-4 or PD-1 proved to be even more effective and are the standard first-line treatment. Despite these major improvements, durable responses to immunotherapy and targeted therapy have been hindered by intrinsic or acquired resistance. In addition to gained or selected genetic alterations, cellular plasticity conferred by epigenetic reprogramming is emerging as a driver of therapy resistance. Epigenetic regulation of chromatin accessibility drives gene expression and establishes distinct transcriptional cell states. Here we review how aberrant chromatin, transcriptional, and epigenetic regulation contribute to therapy resistance and discuss how targeting these programs sensitizes melanoma cells to immune and targeted therapies.
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Affiliation(s)
- Andrey Rubanov
- Department of Pathology, NYU Grossman School of Medicine, New York, NY 10016, USA
- Interdisciplinary Melanoma Cooperative Group, Perlmutter Cancer Center, NYU Langone Health, New York, NY 10016, USA
| | - Pietro Berico
- Department of Pathology, NYU Grossman School of Medicine, New York, NY 10016, USA
- Interdisciplinary Melanoma Cooperative Group, Perlmutter Cancer Center, NYU Langone Health, New York, NY 10016, USA
| | - Eva Hernando
- Department of Pathology, NYU Grossman School of Medicine, New York, NY 10016, USA
- Interdisciplinary Melanoma Cooperative Group, Perlmutter Cancer Center, NYU Langone Health, New York, NY 10016, USA
- Correspondence:
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Berico P, Cigrang M, Davidson G, Braun C, Sandoz J, Legras S, Vokshi BH, Slovic N, Peyresaubes F, Gene Robles CM, Egly JM, Compe E, Davidson I, Coin F. CDK7 and MITF repress a transcription program involved in survival and drug tolerance in melanoma. EMBO Rep 2021; 22:e51683. [PMID: 34296805 DOI: 10.15252/embr.202051683] [Citation(s) in RCA: 6] [Impact Index Per Article: 2.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/07/2020] [Revised: 06/18/2021] [Accepted: 06/25/2021] [Indexed: 11/09/2022] Open
Abstract
Melanoma cell phenotype switching between differentiated melanocytic and undifferentiated mesenchymal-like states drives metastasis and drug resistance. CDK7 is the serine/threonine kinase of the basal transcription factor TFIIH. We show that dedifferentiation of melanocytic-type melanoma cells into mesenchymal-like cells and acquisition of tolerance to targeted therapies is achieved through chronic inhibition of CDK7. In addition to emergence of a mesenchymal-type signature, we identify a GATA6-dependent gene expression program comprising genes such as AMIGO2 or ABCG2 involved in melanoma survival or targeted drug tolerance, respectively. Mechanistically, we show that CDK7 drives expression of the melanocyte lineage transcription factor MITF that in turn binds to an intronic region of GATA6 to repress its expression in melanocytic-type cells. We show that GATA6 expression is activated in MITF-low melanoma cells of patient-derived xenografts. Taken together, our data show how the poorly characterized repressive function of MITF in melanoma participates in a molecular cascade regulating activation of a transcriptional program involved in survival and drug resistance in melanoma.
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Affiliation(s)
- Pietro Berico
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Max Cigrang
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Guillaume Davidson
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Cathy Braun
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Jeremy Sandoz
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Stephanie Legras
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Bujamin Hektor Vokshi
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Nevena Slovic
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - François Peyresaubes
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Carlos Mario Gene Robles
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Jean-Marc Egly
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Emmanuel Compe
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Irwin Davidson
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Frederic Coin
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Equipe Labélisée Ligue contre le Cancer, Strasbourg, France.,Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7104, Illkirch, France.,Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Illkirch, France.,Université de Strasbourg, Illkirch, France
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Mercurio S, Alberti C, Serra L, Meneghini S, Berico P, Bertolini J, Becchetti A, Nicolis SK. An early Sox2-dependent gene expression programme required for hippocampal dentate gyrus development. Open Biol 2021; 11:200339. [PMID: 33622105 PMCID: PMC8061699 DOI: 10.1098/rsob.200339] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 2.7] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/17/2022] Open
Abstract
The hippocampus is a brain area central for cognition. Mutations in the human SOX2 transcription factor cause neurodevelopmental defects, leading to intellectual disability and seizures, together with hippocampal dysplasia. We generated an allelic series of Sox2 conditional mutations in mouse, deleting Sox2 at different developmental stages. Late Sox2 deletion (from E11.5, via Nestin-Cre) affects only postnatal hippocampal development; earlier deletion (from E10.5, Emx1-Cre) significantly reduces the dentate gyrus (DG), and the earliest deletion (from E9.5, FoxG1-Cre) causes drastic abnormalities, with almost complete absence of the DG. We identify a set of functionally interconnected genes (Gli3, Wnt3a, Cxcr4, p73 and Tbr2), known to play essential roles in hippocampal embryogenesis, which are downregulated in early Sox2 mutants, and (Gli3 and Cxcr4) directly controlled by SOX2; their downregulation provides plausible molecular mechanisms contributing to the defect. Electrophysiological studies of the Emx1-Cre mouse model reveal altered excitatory transmission in CA1 and CA3 regions.
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Affiliation(s)
- Sara Mercurio
- Department of Biotechnology and Biosciences, University of Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 2, 20126 Milano, Italy
| | - Chiara Alberti
- Department of Biotechnology and Biosciences, University of Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 2, 20126 Milano, Italy
| | - Linda Serra
- Department of Biotechnology and Biosciences, University of Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 2, 20126 Milano, Italy
| | - Simone Meneghini
- Department of Biotechnology and Biosciences, University of Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 2, 20126 Milano, Italy
| | - Pietro Berico
- Department of Biotechnology and Biosciences, University of Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 2, 20126 Milano, Italy
| | - Jessica Bertolini
- Department of Biotechnology and Biosciences, University of Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 2, 20126 Milano, Italy
| | - Andrea Becchetti
- Department of Biotechnology and Biosciences, University of Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 2, 20126 Milano, Italy
| | - Silvia K Nicolis
- Department of Biotechnology and Biosciences, University of Milano-Bicocca, Piazza della Scienza 2, 20126 Milano, Italy
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Abstract
TFIIH is a 10-subunit complex involved in transcription and DNA repair. It contains several enzymatic activities including a ATP-dependent DNA translocase in XPB and a cyclin-dependent kinase in CDK7. Recently the discovery of several XPB and CDK7 inhibitors with specific impact on the transcriptional addiction of many tumors pinpointed these activities as potential target in cancer chemotherapy. Unexpectedly a basal transcription factor involved in global mRNA expression now emerges a one of the most clinically promising Achilles heels of cancerous cells. These inhibitors also proved to be useful tools to unveil new functions of TFIIH in gene expression.
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Affiliation(s)
- Pietro Berico
- a IGBMC, Department of Functional Genomics and Cancer , CNRS/INSERM/University of Strasbourg , Strasbourg , France.,b Centre National de la Recherche Scientifique , Illkirch , France.,c Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale , Illkirch , France.,d Université de Strasbourg , Illkirch , France
| | - Frédéric Coin
- a IGBMC, Department of Functional Genomics and Cancer , CNRS/INSERM/University of Strasbourg , Strasbourg , France.,b Centre National de la Recherche Scientifique , Illkirch , France.,c Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale , Illkirch , France.,d Université de Strasbourg , Illkirch , France
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