Genome Biology

Many short-read genome assemblies have been found to be incomplete and contain mis-assemblies. The Vertebrate Genomes Project has been producing new reference genome assemblies with an emphasis on being as complete and error-free as possible, which requires utilizing long reads, long-range scaffolding data, new assembly algorithms, and manual curation. A more thorough evaluation of the recent references relative to prior assemblies can provide a detailed overview of the types and magnitude of improvements. Here we evaluate new vertebrate genome references relative to the previous assemblies for the same species and, in two cases, the same individuals, including a mammal (platypus), two birds (zebra finch, Anna’s hummingbird), and a fish (climbing perch). We find that up to 11% of genomic sequence is entirely missing in the previous assemblies. In the Vertebrate Genomes Project zebra finch assembly, we identify eight new GC- and repeat-rich micro-chromosomes with high gene density. The impact of missing sequences is biased towards GC-rich 5′-proximal promoters and 5′ exon regions of protein-coding genes and long non-coding RNAs. Between 26 and 60% of genes include structural or sequence errors that could lead to misunderstanding of their function when using the previous genome assemblies. Our findings reveal novel regulatory landscapes and protein coding sequences that have been greatly underestimated in previous assemblies and are now present in the Vertebrate Genomes Project reference genomes.

The G-protein-coupled receptors (GPCRs) are one of the largest protein families in human and other animal genomes, but no more than 10 GPCRs have been characterized in fungi. Do fungi contain only this handful or are there more receptors to be discovered? We asked this question using the recently sequenced genome of the fungal plant pathogen Magnaporthe grisea. Proteins with significant similarity to fungus-specific and other eukaryotic GPCRs were identified in M. grisea. These included homologs of known fungal GPCRs, the cAMP receptors from Dictyostelium, and a steroid receptor mPR. We also identified a novel class of receptors typified by PTH11, a cell-surface integral membrane protein required for pathogenicity. PTH11 has seven transmembrane regions and an amino-terminal extracellular cysteine-rich EGF-like domain (CFEM domain), a characteristic also seen in human GPCRs. Sixty-one PTH11-related proteins were identified in M. grisea that shared a common domain with homologs in Neurospora crassa and other fungi belonging to this subphylum of the Ascomycota (the Pezizomycotina). None was detected in other fungal groups (Basidiomycota or other Ascomycota subphyla, including yeasts) or any other eukaryote. The subclass of PTH11 containing the CFEM domain is highly represented in M. grisea. In M. grisea we identified homologs of known GPCRs and a novel class of GPCR-like receptors specific to filamentous ascomycetes. A member of this new class, PTH11, is required for pathogenesis, thus suggesting roles in pathogenicity for other members. The identified classes constitute the largest number of GPCR-like proteins reported in fungi to date.

Các cis-element phiên dịch chung hiện diện trong mRNA của tất cả các gen và ảnh hưởng đến việc thu hút, lắp ráp và tiến trình của các phức hợp tiền khởi đầu và ribosome dưới nhiều trạng thái sinh lý khác nhau. Những yếu tố này bao gồm cấu trúc gấp khúc của mRNA, các khung đọc mở ở phía trên, các nucleotide đặc trưng bao quanh codon khởi đầu AUG, độ dài chuỗi mã hóa protein và cách sử dụng codon. Những đóng góp định lượng của các đặc điểm trình tự này và cách thức cũng như lý do chúng phối hợp để kiểm soát tốc độ phiên dịch chưa được hiểu rõ. Ở đây, chúng tôi chỉ ra rằng những đặc điểm trình tự này xác định 42–81% độ biến thiên về tốc độ phiên dịch ở Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Arabidopsis thaliana, Mus musculus và Homo sapiens. Chúng tôi xác lập rằng việc kiểm soát bởi cấu trúc thứ cấp RNA chủ yếu được trung gian bởi các đoạn 25–60 nucleotide cao gấp khúc trong vùng 5′ của mRNA, rằng sự thay đổi về tần suất ba nucleotide giữa các vùng 5′ được phiên dịch nhiều và ít có sự tương quan giữa tất cả các loài, và rằng sự kiểm soát bởi các quá trình sinh hóa khác nhau có sự tương quan rộng rãi tương tự như sự điều tiết bởi một quá trình duy nhất hoạt động ở các phần khác nhau của cùng một mRNA. Công trình của chúng tôi cho thấy rằng các đặc điểm chung kiểm soát một phần lớn hơn nhiều của độ biến thiên về tốc độ phiên dịch so với những gì đã được nhận thức trước đó. Chúng tôi cung cấp hiểu biết chi tiết và chính xác hơn về các khía cạnh của cấu trúc RNA hướng dẫn phiên dịch ở các eukaryote đa dạng. Ngoài ra, chúng tôi lưu ý rằng sự điều tiết có tương quan mạnh mẽ giữa và trong các đặc điểm kiểm soát cis sẽ gây ra sự phân bố dày đặc đều hơn của các phức hợp phiên dịch dọc theo mỗi mRNA và do đó sử dụng hiệu quả hơn cơ chế dịch mã của tế bào.

We describe the results of our year-long trial of transparent peer review and announce the adoption of transparent review as permanent policy.

Prime editing is limited by low efficiency in plants. Here, we develop an upgraded engineered plant prime editor in hexaploid wheat, ePPEplus, by introducing a V223A substitution into reverse transcriptase in the ePPEmax* architecture. ePPEplus enhances the efficiency by an average 33.0-fold and 6.4-fold compared to the original PPE and ePPE, respectively. Importantly, a robust multiplex prime editing platform is established for simultaneous editing of four to ten genes in protoplasts and up to eight genes in regenerated wheat plants at frequencies up to 74.5%, thus expanding the applicability of prime editors for stacking of multiple agronomic traits.

We present MeV+R, an integration of the JAVA MultiExperiment Viewer program with Bioconductor packages. This integration of MultiExperiment Viewer and R is easily extensible to other R packages and provides users with point and click access to traditionally command line driven tools written in R. We demonstrate the ability to use MultiExperiment Viewer as a graphical user interface for Bioconductor applications in microarray data analysis by incorporating three Bioconductor packages, RAMA, BRIDGE and iterativeBMA.

The tumor microenvironment (TME) has been shown to strongly influence treatment outcome for cancer patients in various indications and to influence the overall survival. However, the cells forming the TME in gastric cancer have not been extensively characterized. We combine bulk and single-cell RNA sequencing from tumors and matched normal tissue of 24 treatment-naïve GC patients to better understand which cell types and transcriptional programs are associated with malignant transformation of the stomach. Clustering 96,623 cells of non-epithelial origin reveals 81 well-defined TME cell types. We find that activated fibroblasts and endothelial cells are most prominently overrepresented in tumors. Intercellular network reconstruction and survival analysis of an independent cohort imply the importance of these cell types together with immunosuppressive myeloid cell subsets and regulatory T cells in establishing an immunosuppressive microenvironment that correlates with worsened prognosis and lack of response in anti-PD1-treated patients. In contrast, we find a subset of IFNγ activated T cells and HLA-II expressing macrophages that are linked to treatment response and increased overall survival. Our gastric cancer single-cell TME compendium together with the matched bulk transcriptome data provides a unique resource for the identification of new potential biomarkers for patient stratification. This study helps further to elucidate the mechanism of gastric cancer and provides insights for therapy.