Tetratricopeptide repeat domain 7A is a nuclear factor that modulates transcription and chromatin structure

A loss-of-function mutation in tetratricopeptide repeat domain 7A (TTC7A) is a recently identified cause of human intestinal and immune disorders. However, clues to related underlying molecular dysfunctions remain elusive. It is now shown based on the study of TTC7A-deficient and wild-type cells that TTC7A is an essential nuclear protein. It binds to chromatin, preferentially at actively transcribed regions. Its depletion results in broad range of epigenomic changes at proximal and distal transcriptional regulatory elements and in altered control of the transcriptional program. Loss of WT_TTC7A induces general decrease in chromatin compaction, unbalanced cellular distribution of histones, higher nucleosome accessibility to nuclease digestion along with genome instability, and reduced cell viability. Our observations characterize for the first time unreported functions for TTC7A in the nucleus that exert a critical role in chromatin organization and gene regulation to safeguard healthy immune and intestinal status.</p

Identification and analysis of a disease-causing separation of function mutation in RAD50

Le complexe MRN (MRE11-RAD50-NBS1) est un des acteurs centraux de la réparation des cassures double brin de l'ADN. Nous avons identifié un patient présentant un retard du développement associé à une insuffisance médullaire et porteur de mutations bialléliques du gène RAD50. La première mutation conduit à un allèle nul tandis que la seconde (notée RAD50E1035del) entraîne l'expression d'une protéine ayant perdue un unique résidu dans une des heptades répétées du domaine en bobine enroulée de RAD50. Une analyse phénotypique exhaustive démontre que RAD50E1035del représente une mutation séparation de fonction qui perturbe les fonctions du complexe MRN garantissant la réparation, la réplication et la résection de l'ADN, sans pour autant affecter sa capacité d'activer ATM. Les résultats obtenus, confirmés par l'utilisation de protéines recombinantes purifiées, suggèrent que c'est l'activité nucléasique de MRE11 qui est affectée. L'expression ectopique de la forme sauvage de la protéine RAD50 dans les cellules du patient restaure les capacités de réparation et de réplication montrant un lien direct entre le phénotype observé et la mutation de RAD50 portée par le patient. La mutation correspondante chez Saccharomyces cerevisiae entraine un défaut de réparation et d'activation de la voie Tel1 (ATM) thermosensible extrêmement sévère. Cette étude démontre l'importance du domaine en bobine enroulée de RAD50 pour garantir la régulation de l'activité de résection de MRE11 au sein du complexe MRN.The MRN complex (MRE11-RAD50-NBS1) plays a central role in response to DNA double-strand breaks. We identified a patient with developmental defects and bone marrow failure carrying biallelic RAD50 mutations. One of the mutations creates a null allele while the other (noted RAD50E1035del) leads to the expression of a protein that has lost a single residue in one of the repeated heptad of the coiled-coil domain of RAD50. We show that RAD50E1035del represents a separation-of-functions mutation that impairs the DNA repair, the DNA replication and the resection warranted by the MRN complex whithout affecting its ability to activate ATM. The results, confirmed by the analysis of purified recombinant proteins, suggest that RAD50E1035del directly impacts the nuclease activity of MRE11. The ectopic expression of the wild type form of RAD50 complemented the defects observed in the patient's cells demonstrating the casual link between the phenotype and the RAD50 mutations carried by the patient. The corresponding mutation in Saccharomyces cerevisiae caused severe thermosensitive defects in both DNA repair and Tel1ATM dependent signaling. Collectively, this study emphasizes the importance of the RAD50 coiled-coil to regulate MRE11-dependent DNA end resection

Identification et analyse d'une mutation pathogénique séparation de fonction de RAD50

The MRN complex (MRE11-RAD50-NBS1) plays a central role in response to DNA double-strand breaks. We identified a patient with developmental defects and bone marrow failure carrying biallelic RAD50 mutations. One of the mutations creates a null allele while the other (noted RAD50E1035del) leads to the expression of a protein that has lost a single residue in one of the repeated heptad of the coiled-coil domain of RAD50. We show that RAD50E1035del represents a separation-of-functions mutation that impairs the DNA repair, the DNA replication and the resection warranted by the MRN complex whithout affecting its ability to activate ATM. The results, confirmed by the analysis of purified recombinant proteins, suggest that RAD50E1035del directly impacts the nuclease activity of MRE11. The ectopic expression of the wild type form of RAD50 complemented the defects observed in the patient's cells demonstrating the casual link between the phenotype and the RAD50 mutations carried by the patient. The corresponding mutation in Saccharomyces cerevisiae caused severe thermosensitive defects in both DNA repair and Tel1ATM dependent signaling. Collectively, this study emphasizes the importance of the RAD50 coiled-coil to regulate MRE11-dependent DNA end resection.Le complexe MRN (MRE11-RAD50-NBS1) est un des acteurs centraux de la réparation des cassures double brin de l'ADN. Nous avons identifié un patient présentant un retard du développement associé à une insuffisance médullaire et porteur de mutations bialléliques du gène RAD50. La première mutation conduit à un allèle nul tandis que la seconde (notée RAD50E1035del) entraîne l'expression d'une protéine ayant perdue un unique résidu dans une des heptades répétées du domaine en bobine enroulée de RAD50. Une analyse phénotypique exhaustive démontre que RAD50E1035del représente une mutation séparation de fonction qui perturbe les fonctions du complexe MRN garantissant la réparation, la réplication et la résection de l'ADN, sans pour autant affecter sa capacité d'activer ATM. Les résultats obtenus, confirmés par l'utilisation de protéines recombinantes purifiées, suggèrent que c'est l'activité nucléasique de MRE11 qui est affectée. L'expression ectopique de la forme sauvage de la protéine RAD50 dans les cellules du patient restaure les capacités de réparation et de réplication montrant un lien direct entre le phénotype observé et la mutation de RAD50 portée par le patient. La mutation correspondante chez Saccharomyces cerevisiae entraine un défaut de réparation et d'activation de la voie Tel1 (ATM) thermosensible extrêmement sévère. Cette étude démontre l'importance du domaine en bobine enroulée de RAD50 pour garantir la régulation de l'activité de résection de MRE11 au sein du complexe MRN

Identification et analyse d'une mutation pathogénique séparation de fonction de RAD50

The MRN complex (MRE11-RAD50-NBS1) plays a central role in response to DNA double-strand breaks. We identified a patient with developmental defects and bone marrow failure carrying biallelic RAD50 mutations. One of the mutations creates a null allele while the other (noted RAD50E1035del) leads to the expression of a protein that has lost a single residue in one of the repeated heptad of the coiled-coil domain of RAD50. We show that RAD50E1035del represents a separation-of-functions mutation that impairs the DNA repair, the DNA replication and the resection warranted by the MRN complex whithout affecting its ability to activate ATM. The results, confirmed by the analysis of purified recombinant proteins, suggest that RAD50E1035del directly impacts the nuclease activity of MRE11. The ectopic expression of the wild type form of RAD50 complemented the defects observed in the patient's cells demonstrating the casual link between the phenotype and the RAD50 mutations carried by the patient. The corresponding mutation in Saccharomyces cerevisiae caused severe thermosensitive defects in both DNA repair and Tel1ATM dependent signaling. Collectively, this study emphasizes the importance of the RAD50 coiled-coil to regulate MRE11-dependent DNA end resection.Le complexe MRN (MRE11-RAD50-NBS1) est un des acteurs centraux de la réparation des cassures double brin de l'ADN. Nous avons identifié un patient présentant un retard du développement associé à une insuffisance médullaire et porteur de mutations bialléliques du gène RAD50. La première mutation conduit à un allèle nul tandis que la seconde (notée RAD50E1035del) entraîne l'expression d'une protéine ayant perdue un unique résidu dans une des heptades répétées du domaine en bobine enroulée de RAD50. Une analyse phénotypique exhaustive démontre que RAD50E1035del représente une mutation séparation de fonction qui perturbe les fonctions du complexe MRN garantissant la réparation, la réplication et la résection de l'ADN, sans pour autant affecter sa capacité d'activer ATM. Les résultats obtenus, confirmés par l'utilisation de protéines recombinantes purifiées, suggèrent que c'est l'activité nucléasique de MRE11 qui est affectée. L'expression ectopique de la forme sauvage de la protéine RAD50 dans les cellules du patient restaure les capacités de réparation et de réplication montrant un lien direct entre le phénotype observé et la mutation de RAD50 portée par le patient. La mutation correspondante chez Saccharomyces cerevisiae entraine un défaut de réparation et d'activation de la voie Tel1 (ATM) thermosensible extrêmement sévère. Cette étude démontre l'importance du domaine en bobine enroulée de RAD50 pour garantir la régulation de l'activité de résection de MRE11 au sein du complexe MRN

A Disease-Causing Single Amino Acid Deletion in the Coiled-Coil Domain of RAD50 Impairs MRE11 Complex Functions in Yeast and Humans

The MRE11-RAD50-NBS1 complex plays a central role in response to DNA double-strand breaks. Here, we identify a patient with bone marrow failure and developmental defects caused by biallelic RAD50 mutations. One of the mutations creates a null allele, whereas the other (RAD50E1035Δ) leads to the loss of a single residue in the heptad repeats within the RAD50 coiled-coil domain. This mutation represents a human RAD50 separation-of-function mutation that impairs DNA repair, DNA replication, and DNA end resection without affecting ATM-dependent DNA damage response. Purified recombinant proteins indicate that RAD50E1035Δ impairs MRE11 nuclease activity. The corresponding mutation in Saccharomyces cerevisiae causes severe thermosensitive defects in both DNA repair and Tel1ATM-dependent signaling. These findings demonstrate that a minor heptad break in the RAD50 coiled coil suffices to impede MRE11 complex functions in human and yeast. Furthermore, these results emphasize the importance of the RAD50 coiled coil to regulate MRE11-dependent DNA end resection in humans.ISSN:2666-3864ISSN:2211-124

Tetratricopeptide repeat domain 7A is a nuclear factor that modulates transcription and chromatin structure

Abstract A loss-of-function mutation in tetratricopeptide repeat domain 7A (TTC7A) is a recently identified cause of human intestinal and immune disorders. However, clues to related underlying molecular dysfunctions remain elusive. It is now shown based on the study of TTC7A-deficient and wild-type cells that TTC7A is an essential nuclear protein. It binds to chromatin, preferentially at actively transcribed regions. Its depletion results in broad range of epigenomic changes at proximal and distal transcriptional regulatory elements and in altered control of the transcriptional program. Loss of WT_TTC7A induces general decrease in chromatin compaction, unbalanced cellular distribution of histones, higher nucleosome accessibility to nuclease digestion along with genome instability, and reduced cell viability. Our observations characterize for the first time unreported functions for TTC7A in the nucleus that exert a critical role in chromatin organization and gene regulation to safeguard healthy immune and intestinal status

Replication stress triggered by nucleotide pool imbalance drives DNA damage and cGAS-STING pathway activation in NAFLD

International audienceNon-alcoholic steatotic liver disease (NAFLD) is the most common cause of chronic liver disease worldwide. NAFLD has a major effect on the intrinsic proliferative properties of hepatocytes. Here, we investigated the mechanisms underlying the activation of DNA damage response during NAFLD. Proliferating mouse NAFLD hepatocytes harbor replication stress (RS) with an alteration of the replication fork's speed and activation of ATR pathway, which is sufficient to cause DNA breaks. Nucleotide pool imbalance occurring during NAFLD is the key driver of RS. Remarkably, DNA lesions drive cGAS/STING pathway activation, a major component of cells' intrinsic immune response. The translational significance of this study was reiterated by showing that lipid overload in proliferating HepaRG was sufficient to induce RS and nucleotide pool imbalance. Moreover, livers from NAFLD patients displayed nucleotide pathway deregulation and cGAS/STING gene alteration. Altogether, our findings shed light on the mechanisms by which damaged NAFLD hepatocytes might promote disease progression