1. MSK1 triggers the expression of the INK4AB/ARF locus in oncogene-induced senescence
- Author
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Maëlle Carraz, Raphaël Culerrier, Carl Mann, Malek Djabali, Laboratoire de Biologie Cellulaire et Moléculaire du Contrôle de la Prolifération (LBCMCP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Sénescence et stabilité génomique (SEN), Département Biologie des Génomes (DBG), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Laboratoire de Biologie Cellulaire et Moléculaire du Contrôle de la Prolifération ( LBCMCP ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Pharmacochimie et Pharmacologie Pour le Développement ( PHARMA-DEV ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Sénescence et stabilité génomique ( SEN ), Département Biologie des Génomes ( DBG ), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), and Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
- Subjects
0301 basic medicine ,MAPK/ERK pathway ,Senescence ,Transcriptional Activation ,Aging ,Tumor Suppressor Protein p14ARF / metabolism ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Cyclin-Dependent Kinase Inhibitor p15 / metabolism ,Polycomb-Group Proteins ,Locus (genetics) ,macromolecular substances ,Cyclin-Dependent Kinase Inhibitor p16 / metabolism ,90-kDa / physiology ,Ribosomal Protein S6 Kinases, 90-kDa ,Cell Line ,Histones ,03 medical and health sciences ,Cell Line, Tumor ,Tumor Suppressor Protein p14ARF ,Polycomb-group proteins ,Humans ,Aging / metabolism ,Phosphorylation ,Molecular Biology ,Histones / metabolism ,Cyclin-Dependent Kinase Inhibitor p16 ,Cyclin-Dependent Kinase Inhibitor p15 ,Cell Proliferation ,Tumor ,030102 biochemistry & molecular biology ,biology ,[ SDV ] Life Sciences [q-bio] ,Kinase ,Ribosomal Protein S6 Kinases ,Nuclear Functions ,Cell Cycle ,Cell Biology ,Articles ,Ribosomal Protein S6 Kinases 90-kDa / metabolism ,030104 developmental biology ,Histone ,Mitogen-activated protein kinase ,Aging / genetics ,biology.protein ,Cancer research - Abstract
MSK1 is activated after oncogene-induced cellular senescence (OIS). MSK1 is recruited to the INK4AB/ARF locus, mediates H3S28 phosphorylation, and contributes to rapid transcriptional activation of p15INK4B and p16INK4A through the displacement of Polycomb complexes. Both ERK and p38α contribute to MSK1 activation in OIS., The tumor suppressor proteins p15INK4B, p16INK4A, and p14ARF, encoded by the INK4AB/ARF locus, are crucial regulators of cellular senescence. The locus is epigenetically silenced by the repressive Polycomb complexes in growing cells but is activated in response to oncogenic stress. Here we show that the mitogen- and stress-activated kinase (MSK1) is up-regulated after RAF1 oncogenic stress and that the phosphorylated (activated) form of MSK1 is significantly increased in the nucleus and recruited to the INK4AB/ARF locus. We show that MSK1 mediates histone H3S28 phosphorylation at the INK4AB/ARF locus and contributes to the rapid transcriptional activation of p15INK4B and p16INK4A in human cells despite the presence of the repressive H3K27me3 mark. Furthermore, we show that upon MSK1 depletion in oncogenic RAF1-expressing cells, H3S28ph presence at the INK4 locus and p15INK4B and p16INK4A expression are reduced. Finally, we show that H3S28-MSK–dependent phosphorylation functions in response to RAF1 signaling and that ERK and p38α contribute to MSK1 activation in oncogene-induced senescence.
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- 2016
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