Development and optimization of a miniaturized western blot-based screening platform to identify regulators of post-translational modifications

Post-translational modifications (PTMs) are fundamental traits of protein functionality and their study has been addressed using several approaches over the past years. However, screening methods developed to detect regulators of PTMs imply many challenges and are usually based on expensive techniques. Herein, we described the development and optimization of a western blot-based platform for identification of regulators of a specific PTM—mono-ubiquitylation of proliferating cell nuclear antigen (PCNA). This cell-based method does not require specific equipment, apart from the basic western blot (WB) devices and minor accessories, which are accessible for most research labs. The modifications introduced to the classical WB protocol allow the performance of PTM analysis from a single well of a 96-well plate with minimal sample manipulation and low intra- and inter-plate variability, making this method ideal to screen arrayed compound libraries in a 96-well format. As such, our experimental pipeline provides the proof of concept to design small screenings of PTM regulators by improving the quantitative accuracy and throughput capacity of classical western blots.Fil: Villafañez, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba; ArgentinaFil: Gottifredi, Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Soria, Ramiro Gaston. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Differential contribution of HP1 proteins to DNA end resection and homology-directed repair

Heterochromatin protein 1 paralogs (HP1α, β and γ in mammals) are not only central in heterochromatin organization, but have also been linked to transcriptional activation at euchromatic regions, maintenance of telomere stability and, most recently, to the DNA damage response (DDR). However, how HP1 proteins contribute to the DDR at a molecular level, and whether HP1 paralogs within the same organism, as well as their respective orthologs, have overlapping or unique roles in the DDR, remain to be elucidated. Herein, we have combined the analysis of the efficiency and kinetics of recruitment of key repair proteins to sites of DNA damage with specific DNA repair assays to demonstrate that human HP1 paralogs differentially modulate homology-directed repair (HDR) pathways, including homologous recombination (HR) and single-strand annealing (SSA). We find that while HP1α and β stimulate HR and SSA, HP1γ has an inhibitory role. In addition, we show that the stimulatory role of HP1α and β in HDR is linked to the DNA-end resection step of DNA breaks, through the promotion of RPA loading and phosphorylation at damage sites. Altogether, our findings provide mechanistic insight into how human HP1 proteins participate in the recombination process, emerging as important chromatin regulators during HDR.Fil: Soria, Ramiro Gaston. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia. Institut Curie Section Recherche; Francia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Almouzni, Geneviéve. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia. Institut Curie Section Recherche; Franci

Kinase-independent function of checkpoint kinase 1 (Chk1) in the replication of damaged DNA

The checkpoint kinases Chk1 and ATR are broadly known for their role in the response to the accumulation of damaged DNA. Because Chk1 activation requires its phosphorylation by ATR, it is expected that ATR or Chk1 down-regulation should cause similar alterations in the signals triggered by DNA lesions. Intriguingly, we found that Chk1, but not ATR, promotes the progression of replication forks after UV irradiation. Strikingly, this role of Chk1 is independent of its kinase-domain and of its partnership with Claspin. Instead, we demonstrate that the ability of Chk1 to promote replication fork progression on damaged DNA templates relies on its recently identified proliferating cell nuclear antigen-interacting motif, which is required for its release from chromatin after DNA damage. Also supporting the importance of Chk1 release, a histone H2B-Chk1 chimera, which is permanently immobilized in chromatin, is unable to promote the replication of damaged DNA. Moreover, inefficient chromatin dissociation of Chk1 impairs the efficient recruitment of the specialized DNA polymerase η (pol η) to replication-associated foci after UV. Given the critical role of pol η during translesion DNA synthesis (TLS), these findings unveil an unforeseen facet of the regulation by Chk1 of DNA replication. This kinase-independent role of Chk1 is exclusively associated to the maintenance of active replication forks after UV irradiation in a manner in which Chk1 release prompts TLS to avoid replication stalling.Fil: Speroni, Juliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Federico, Maria Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Mansilla, Sabrina Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Soria, Ramiro Gaston. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Gottifredi, Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

c-Jun Proto-Oncoprotein Plays a Protective Role in Lung Epithelial Cells Exposed to Staphylococcal α-toxin

c-Jun is a member of the early mammalian transcriptional regulators belonging to the AP-1 family, which participates in a wide range of cellular processes such as proliferation, apoptosis, tumorigenesis, and differentiation. Despite its established role in cell survival upon stress, its participation in the stress response induced by bacterial infections has been poorly investigated. To study the potential role of c-Jun in this context we choose the widely studied α-toxin produced by Staphylococcus aureus, a pore-forming toxin that is a critical virulence factor in the pathogenesis of these bacteria. We analyzed the effect of α-toxin treatment in the activation, expression, and protein levels of c-Jun in A549 lung epithelial cells. Furthermore, we explored the role of c-Jun in the cellular fate after exposure to α-toxin. Our results show that staphylococcal α-toxin per se is able to activate c-Jun by inducing phosphorylation of its Serine 73 residue. Silencing of the JNK (c-Jun N-terminal Kinase) signaling pathway abrogated most of this activation. On the contrary, silencing of the ERK (Extracellular Signal-Regulated Kinase) pathway exacerbated this response. Intriguingly, while the exposure to α-toxin induced a marked increase in the levels of c-Jun transcripts, c-Jun protein levels noticeably decreased in the same time-frame as a consequence of active proteolytic degradation through the proteasome-dependent pathway. In addition, we established that c-Jun promoted cell survival when cells were challenged with α-toxin. Similarly, c-Jun phosphorylation was also induced in cells upon intoxication with the cytolysin produced by Vibrio cholerae in a JNK-dependent manner, suggesting that c-Jun-JNK axis would be a conserved responsive cellular pathway to pore-forming toxins. This study contributes to understanding the role of the multifaceted c-Jun proto-oncoprotein in cell response to bacterial pore-forming toxins, positioning it as a relevant component of the complex early machinery mounted to deal with staphylococcal infections.Fil: Moyano, Alejandro Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Racca, Ana Cristina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Soria, Ramiro Gaston. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Saka, Hector Alex. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Andreoli, Veronica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Smania, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Sola, Claudia del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Bocco, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentin

P53 tumor suppressor is required for efficient execution of the death program following treatment with a cytotoxic limonoid obtained from Melia azedarach

This work examines the antitumor activity of an isomeric mixture (1), composed of the limonoids meliartenin and its interchangeable isomer 12-hydroxyamoorastatin. The results obtained showed that 1 displayed outstanding cytotoxic activity against CCRF-CEM, K562, A549 and HCT116 cells, with a highly selective effect on the latter, with an IC50 value of 0.2 μM. Based on this finding, HCT116 cells were selected to study the mechanism of action of 1. Cell cycle analysis revealed that 1 induced sustained arrest in the S-phase, which was followed by the triggering of apoptotic cell death and reduced clonogenic capacity. This cytotoxicity was seen to be preceded by the upregulation of the tumor suppressor p53 and its target effector p21. In addition, it was found that p53 expression was required for efficient cell death induction, and thus that the toxicity of 1 relies mainly on p53-dependent mechanisms. Taken together, these findings position 1 as a potent antitumor agent, with potential for the development of novel chemotherapeutic drugs based on the induction of S-phase arrest.Fil: Joray, Mariana Belén. Universidad Católica de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Villafañez, Florencia. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: González, María Laura. Universidad Católica de Córdoba; ArgentinaFil: Crespo, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Católica de Córdoba; ArgentinaFil: Laiolo, Jerónimo. Universidad Católica de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Palacios, Sara Maria. Universidad Católica de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bocco, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Soria, Ramiro Gaston. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Carpinella, Maria Cecilia. Universidad Católica de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

A regulatory axis connecting PKCα and ZEB1 modulates epithelial-mesenchymal transition and invasiveness of breast cancer cells

The Epithelial-Mesenchymal Transition (EMT) is an essential program of embryogenesis and tumor progression, ZEB1 is amaster regulator of the EMT. While extensive evidence confirmed the importance of ZEB1 as an EMT transcription factor thatpromotes tumor invasiveness and metastasis, little is known about its regulation. The aim of this work was to explore thesignaling pathways that regulate ZEB1 levels and functionality, and how this regulation impacts on the dynamics of the EMT incancer cells. We screened for potential regulatory links between ZEB1 and multiple cellular kinases. Our preliminary in silicostudies revealed a plethora of potential phosphorylation sites for several kinases. Due to this level of complexity, we decided tofollow up this analysis using ZEB1 deletion mutants (ZD1-HD and NZEB1), these constructs represent 60% and 10% of the full-length protein, respectively, and both retain the capacity to repress the E-cadherin promoter in cells, as determined with aluciferase reporter assay in cells. Intriguingly, we found that NZEB1 is enriched in PKC-specific sites and a substrate of p-PKCantibodies in cell extracts, thus suggesting an unforeseen regulatory role of PKC kinases on ZEB1 biology. Our initialexperiments showed that NZEB1 and full length ZEB1 (ZEB1-FL) levels were actively reduced when NMuMMG-NZEB1 orMDA-MB-231cells were treated with the pharmacological inhibitors of PKCs GF109203X and Gö69761. To study thepenetrance of this phenotype with ZEB1-FL, we investigated the levels of three well-known PKCs paralogs (α, δ and ε), ZEB1and EMT makers in a group of 9 breast cancer cell lines. Strikingly, we found that PKCα and ZEB1 had a significant positivecorrelation, being both proteins overexpressed in cell lines with more aggressive phenotypes. Subsequent validation experimentsusing siRNAs against PKCα in MDA-MB231 cells revealed that its knockdown leads to a concomitant decrease in ZEB1 levels,while ZEB1 knockdown had no impact on PKCα levels. Remarkably, PKCα-mediated downregulation of ZEB1 recapitulates theinhibition of mesenchymal phenotypes, including inhibition in cell migration and invasiveness. These findings were extended toan in vivo model, by demonstrating that the stable knockdown of PKCα using lentiviral shRNAs markedly impaired themetastatic potential of MDA-MB-231 breast cancer cells. Conclusion: We demonstrated for the first time that the PKCα signaltransduction pathway regulates the biological function of ZEB1, defining a novel regulatory axis of the EMT program in breastcancer cell lines, which might stimulate the evaluation of PKC inhibitors for metastatic breast cancer therapy.Fil: Llorens de Los Ríos, María Candelaria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Rossi, Fabiana Alejandra. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: García, Iris Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas. Universidad Católica de Córdoba. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas; ArgentinaFil: Cooke, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina. University of Pennsylvania; Estados UnidosFil: Rossi, Mari. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Bocco, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Kazanietz, Marcelo Gabriel. University of Pennsylvania; Estados UnidosFil: Soria, Ramiro Gaston. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaThe LV Annual SAIB Meeting and XIV PABMB CongressSaltaArgentinaSociedad Argentina de Investigación Bioquímica y Biología MolecularPanamerican Association of Biochemestry and Molecular Biolog

PKCα modulates epithelial-to-mesenchymal transition and invasiveness of breast cancer cells through ZEB1

ZEB1 is a master regulator of the Epithelial-to-Mesenchymal Transition (EMT) program. While extensive evidence confirmed the importance of ZEB1 as an EMT transcription factor that promotes tumor invasiveness and metastasis, little is known about its regulation. In this work, we screened for potential regulatory links between ZEB1 and multiple cellular kinases. Exploratory in silico analysis aided by phospho-substrate antibodies and ZEB1 deletion mutants led us to identify several potential phospho-sites for the family of PKC kinases in the N-terminus of ZEB1. The analysis of breast cancer cell lines panels with different degrees of aggressiveness, together with the evaluation of a battery of kinase inhibitors, allowed us to expose a robust correlation between ZEB1 and PKCα both at mRNA and protein levels. Subsequent validation experiments using siRNAs against PKCα revealed that its knockdown leads to a concomitant decrease in ZEB1 levels, while ZEB1 knockdown had no impact on PKCα levels. Remarkably, PKCα-mediated downregulation of ZEB1 recapitulates the inhibition of mesenchymal phenotypes, including inhibition in cell migration and invasiveness. These findings were extended to an in vivo model, by demonstrating that the stable knockdown of PKCα using lentiviral shRNAs markedly impaired the metastatic potential of MDA-MB-231 breast cancer cells. Taken together, our findings unveil an unforeseen regulatory pathway comprising PKCα and ZEB1 that promotes the activation of the EMT in breast cancer cells.Fil: Llorens, María Candelaria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Rossi, Fabiana Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentina. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: García, Iris Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Cooke, Mariana. University of Pennsylvania; Estados UnidosFil: Abba, Martín Carlos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Investigaciones Inmunológicas Básicas y Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Lopez Haber, Cynthia. University of Pennsylvania; Estados UnidosFil: Barrio Real, Laura. University of Pennsylvania; Estados UnidosFil: Vaglienti, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Rossi, Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentina. Universidad Austral. Facultad de Ciencias Biomédicas. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Medicina Traslacional; ArgentinaFil: Bocco, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Kazanietz, Marcelo Gabriel. University of Pennsylvania; Estados UnidosFil: Soria, Ramiro Gaston. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentin

AKT inhibition impairs PCNA ubiquitylation and triggers synthetic lethality in homologous recombination-deficient cells submitted to replication stress

Translesion DNA synthesis (TLS) and homologous recombination (HR) cooperate during S-phase to safeguard replication forks integrity. Thus, the inhibition of TLS becomes a promising point of therapeutic intervention in HR-deficient cancers, where TLS impairment might trigger synthetic lethality (SL). The main limitation to test this hypothesis is the current lack of selective pharmacological inhibitors of TLS. Herein, we developed a miniaturized screening assay to identify inhibitors of PCNA ubiquitylation, a key post-translational modification required for efficient TLS activation. After screening a library of 627 kinase inhibitors, we found that targeting the pro-survival kinase AKT leads to strong impairment of PCNA ubiquitylation. Mechanistically, we found that AKT-mediated modulation of Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA) ubiquitylation after UV requires the upstream activity of DNA PKcs, without affecting PCNA ubiquitylation levels in unperturbed cells. Moreover, we confirmed that persistent AKT inhibition blocks the recruitment of TLS polymerases to sites of DNA damage and impairs DNA replication forks processivity after UV irradiation, leading to increased DNA replication stress and cell death. Remarkably, when we compared the differential survival of HR-proficient vs HR-deficient cells, we found that the combination of UV irradiation and AKT inhibition leads to robust SL induction in HR-deficient cells. We link this phenotype to AKT ability to inhibit PCNA ubiquitylation, since the targeted knockdown of PCNA E3-ligase (RAD18) and a non-ubiquitylable (PCNA K164R) knock-in model recapitulate the observed SL induction. Collectively, this work identifies AKT as a novel regulator of PCNA ubiquitylation and provides the proof-of-concept of inhibiting TLS as a therapeutic approach to selectively kill HR-deficient cells submitted to replication stress.Fil: Villafañez, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: García, Iris Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Carbajosa González, Sofía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Pansa, Maria Florencia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mansilla, Sabrina Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Llorens de Los Ríos, María Candelaria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Angiolini, Virginia Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Guantay, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Jacobs, Heinz. Tumor Biology And Immunology-netherlands Cancer Institu; Países BajosFil: Madauss, Kevin P.. Glaxosmithkline; Reino UnidoFil: Gloger, Israel. Glaxosmithkline; Reino UnidoFil: Gottifredi, Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bocco, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Soria, Ramiro Gaston. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Polo-like kinase 1 inhibition as a therapeutic approach to selectively target BRCA1-deficient cancer cells by synthetic lethality induction

Purpose: BRCA1 and BRCA2 deficiencies are widespread drivers of human cancers that await the development of targeted therapies. We aimed to identify novel synthetic lethal relationships with therapeutic potential using BRCA-deficient isogenic backgrounds. Experimental Design: We developed a phenotypic screening technology to simultaneously search for synthetic lethal (SL) interactions in BRCA1- and BRCA2-deficient contexts. For validation, we developed chimeric spheroids and a dualtumor xenograft model that allowed the confirmation of SL induction with the concomitant evaluation of undesired cytotoxicity on BRCA-proficient cells. To extend our results using clinical data, we performed retrospective analysis on The Cancer Genome Atlas (TCGA) breast cancer database. Results: The screening of a kinase inhibitors library revealed that Polo-like kinase 1 (PLK1) inhibition triggers strong SL induction in BRCA1-deficient cells. Mechanistically, we found no connection between the SL induced by PLK1 inhibition and PARP inhibitors. Instead, we uncovered that BRCA1 downregulation and PLK1 inhibition lead to aberrant mitotic phenotypes with altered centrosomal duplication and cytokinesis, which severely reduced the clonogenic potential of these cells. The penetrance of PLK1/BRCA1 SL interaction was validated using several isogenic and nonisogenic cellular models, chimeric spheroids, and mice xenografts. Moreover, bioinformatic analysis revealed high-PLK1 expression in BRCA1-deficient tumors, a phenotype that was consistently recapitulated by inducing BRCA1 deficiency in multiple cell lines as well as in BRCA1-mutant cells. Conclusions: We uncovered an unforeseen addiction of BRCA1-deficient cancer cells to PLK1 expression, which provides a new means to exploit the therapeutic potential of PLK1 inhibitors in clinical trials, by generating stratification schemes that consider this molecular trait in patient cohorts.Fil: Carbajosa González, Sofía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Pansa, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Paviolo, Natalia Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; ArgentinaFil: Castellaro, Andrés Marcos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Andino, Diego Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas. Universidad Católica de Córdoba. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas; ArgentinaFil: Nigra, Ayelén Denise. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: García, Iris Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Racca, Ana Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Rodriguez, María Celeste. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Angiolini, Virginia Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Guantay, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Villafañez, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Federico, Maria Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rodríguez, Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Caputto, Beatriz Leonor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Drewes, Gerard. Cellzome AG; AlemaniaFil: Madauss, Kevin P.. Global Observatory on Health Research and Development; Estados UnidosFil: Gloger, Israel. Global Observatory on Health Research and Development; Estados UnidosFil: Fernandez, Elmer Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas. Universidad Católica de Córdoba. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas; ArgentinaFil: Gil, German Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Bocco, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Gottifredi, Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Soria, Ramiro Gaston. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

PCNA-coupled p21 degradation after DNA damage: The exception that confirms the rule?

While many are the examples of DNA damaging treatments that induce p21 accumulation, the conception of p21 upregulation as the universal response to genotoxic stress has come to an end. Compelling evidences have demonstrated the existence of converging signals that negatively regulate p21 bellow basal levels when replication forks are blocked. Moreover, conclusive reports identified the E3-ligase CRL4(CDT2) (CUL4-DDB1-CDT2) as the enzymatic complex that promotes p21 proteolysis when treatments such as UV irradiation trigger replication fork stress. A pre-requisite for CRL4(CDT2)-driven proteolysis is the interaction of p21 with PCNA. Interestingly as well, CRL4(CDT2)-dependent proteolysis is not limited to p21 and affects other PCNA partners, including the specialized DNA polymerase eta (pol eta). These recent discoveries are particularly intriguing since the UV-induced degradation of p21 has been shown to be required for efficient pol eta recruitment to DNA lesions. Herein we review the findings that lead to the identification of the molecular mechanism that triggers damage-induced PCNA-coupled protein proteolysis. We propose a novel model in which CRL4(CDT2)-dependent protein degradation facilitates a sequential and dynamic exchange between PIP box bearing proteins at stall forks during Translesion DNA synthesis (TLS). Moreover, given the tight spatiotemporal control that CRL4(CDT2)-driven proteolysis is able to confer to PCNA-regulated processes, we discuss the impact that this degradation mechanism might have in other molecular switches associated with the repair of damaged DNA.Fil: Soria, Ramiro Gaston. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; ArgentinaFil: Gottifredi, Vanesa. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentin