The Gene Expression Omnibus (GEO, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/) is an international public repository for high-throughput microarray and next-generation sequence functional genomic data sets submitted by the research community. The resource supports archiving of raw data, processed data and metadata which are indexed, cross-linked and searchable. All data are freely available for download in a variety of formats. GEO also provides several web-based tools and strategies to assist users to query, analyse and visualize data. This article reports current status and recent database developments, including the release of GEO2R, an R-based web application that helps users analyse GEO data.

Summary

 N⁶-methyladenosine (m⁶A) is the most abundant internal modification of messenger RNA. While the presence of m⁶A on transcripts can impact nuclear RNA fates, a reader of this mark that mediates processing of nuclear transcripts has not been identified. We find that the RNA-binding protein HNRNPA2B1 binds m⁶A-bearing RNAs in vivo and in vitro and its biochemical footprint matches the m⁶A consensus motif. HNRNPA2B1 directly binds a set of nuclear transcripts and elicits similar alternative splicing effects as the m⁶A writer METTL3. Moreover, HNRNPA2B1 binds to m⁶A marks in a subset of primary miRNA transcripts, interacts with the microRNA Microprocessor complex protein DGCR8, and promotes primary miRNA processing. Also, HNRNPA2B1 loss and METTL3 depletion cause similar processing defects for these pri-miRNA precursors. We propose HNRNPA2B1 to be a nuclear reader of the m⁶A mark and to mediate, in part, this mark's effects on primary microRNA processing and alternative splicing. 

PaperClip

The addition of the N6-methyladenosine (m6A) mark to primary microRNAs by METTL3 in mammalian cells is found to promote the recognition of these microRNA precursors by DGCR8, a component of the microprocessor complex. While N6-methyl-adenosine (m6A) modification of RNA has been known since the 1970s, it was only recently, with the transcriptome-wide characterization of its pervasiveness, that much attention turned to its role in regulating cellular events. Sohail Tavazoie and colleagues have found that the addition of an m6A mark to primary microRNAs (miRNAs) by methyltransferase-like 3 (METTL3) is required for their recognition by DGCR8, the hairpin-binding component of the microprocessor complex. Consequently, in the absence of METTL3, the biogenesis of mature miRNAs is impeded globally in a cell-type-independent manner. One possible role of such a nuclear m6A mark is to distinguish genuine precursors from random RNAs with secondary structure. Altered METTL3 expression has been reported in various human cancers, suggesting a possible link to aberrant expression of miRNAs in cancerous cells. The first step in the biogenesis of microRNAs is the processing of primary microRNAs (pri-miRNAs) by the microprocessor complex, composed of the RNA-binding protein DGCR8 and the type III RNase DROSHA1,2,3,4. This initial event requires recognition of the junction between the stem and the flanking single-stranded RNA of the pri-miRNA hairpin by DGCR8 followed by recruitment of DROSHA, which cleaves the RNA duplex to yield the pre-miRNA product5. While the mechanisms underlying pri-miRNA processing have been determined, the mechanism by which DGCR8 recognizes and binds pri-miRNAs, as opposed to other secondary structures present in transcripts, is not understood. Here we find in mammalian cells that methyltransferase-like 3 (METTL3) methylates pri-miRNAs, marking them for recognition and processing by DGCR8. Consistent with this, METTL3 depletion reduced the binding of DGCR8 to pri-miRNAs and resulted in the global reduction of mature miRNAs and concomitant accumulation of unprocessed pri-miRNAs. In vitro processing reactions confirmed the sufficiency of the N6-methyladenosine (m6A) mark in promoting pri-miRNA processing. Finally, gain-of-function experiments revealed that METTL3 is sufficient to enhance miRNA maturation in a global and non-cell-type-specific manner. Our findings reveal that the m6A mark acts as a key post-transcriptional modification that promotes the initiation of miRNA biogenesis.

Cryptococcus neoformans is a haploid environmental organism and the major cause of fungal meningoencephalitis in AIDS patients. Fluconazole (FLC), a triazole, is widely used for the maintenance therapy of cryptococcosis. Heteroresistance to FLC, an adaptive mode of azole resistance, was associated with FLC therapy failure cases but the mechanism underlying the resistance was unknown. We used comparative genome hybridization and quantitative real-time PCR in order to show that C. neoformans adapts to high concentrations of FLC by duplication of multiple chromosomes. Formation of disomic chromosomes in response to FLC stress was observed in both serotype A and D strains. Strains that adapted to FLC concentrations higher than their minimal inhibitory concentration (MIC) contained disomies of chromosome 1 and stepwise exposure to even higher drug concentrations induced additional duplications of several other specific chromosomes. The number of disomic chromosomes in each resistant strain directly correlated with the concentration of FLC tolerated by each strain. Upon removal of the drug pressure, strains that had adapted to high concentrations of FLC returned to their original level of susceptibility by initially losing the extra copy of chromosome 1 followed by loss of the extra copies of the remaining disomic chromosomes. The duplication of chromosome 1 was closely associated with two of its resident genes: ERG11, the target of FLC and AFR1, the major transporter of azoles in C. neoformans. This adaptive mechanism in C. neoformans may play an important role in FLC therapy failure of cryptococcosis leading to relapse during azole maintenance therapy.

Arabidopsis LEAFY COTYLEDON1 (LEC1) is a critical regulator required for normal development during the early and late phases of embryogenesis that is sufficient to induce embryonic development in vegetative cells. LEC1 encodes a HAP3 subunit of the CCAAT binding transcription factor. We show that the 10 Arabidopsis HAP3 (AHAP3) subunits can be divided into two classes based on sequence identity in their central, conserved B domain. LEC1 and its most closely related subunit, LEC1-LIKE (L1L), constitute LEC1-type AHAP3 subunits, whereas the remaining AHAP3 subunits are designated non-LEC1-type. Similar to LEC1, L1L is expressed primarily during seed development. However, suppression of L1L gene expression induced defects in embryo development that differed from those of lec1 mutants, suggesting that LEC1 and L1L play unique roles in embryogenesis. We show that L1L expressed under the control of DNA sequences flanking the LEC1 gene suppressed genetically the lec1 mutation, suggesting that the LEC1-type B domains of L1L and LEC1 are critical for their function in embryogenesis. Our results also suggest that LEC1-type HAP3 subunits arose from a common origin uniquely in plants. Thus, L1L, an essential regulator of embryo development, defines a unique class of plant HAP3 subunits.

Abstract Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal lobar degeneration (FTLD) are two devastating and fatal neurodegenerative conditions. While distinct, they share many clinical, genetic, and pathological characteristics 1 , and both show selective vulnerability of layer 5b extratelencephalic-projecting cortical populations, including Betz cells in ALS 2,3 and von Economo neurons (VENs) in FTLD 4,5 . Here, we report the first high resolution single-cell atlas of the human primary motor cortex (MCX) and its transcriptional alterations in ALS and FTLD across ~380,000 nuclei from 64 individuals, including 17 control samples and 47 sporadic and C9orf72 -associated ALS and FTLD patient samples. We identify 46 transcriptionally distinct cellular subtypes including two Betz-cell subtypes, and we observe a previously unappreciated molecular similarity between Betz cells and VENs of the prefrontal cortex (PFC) and frontal insula. Many of the dysregulated genes and pathways are shared across excitatory neurons, including stress response, ribosome function, oxidative phosphorylation, synaptic vesicle cycle, endoplasmic reticulum protein processing, and autophagy. Betz cells and SCN4B + long-range projecting L3/L5 cells are the most transcriptionally affected in both ALS and FTLD. Lastly, we find that the VEN/Betz cell-enriched transcription factor, POU3F1, has altered subcellular localization, co-localizes with TDP-43 aggregates, and may represent a cell type-specific vulnerability factor in the Betz cells of ALS and FTLD patient tissues.

Summary Despite the importance of the blood-brain barrier in maintaining normal brain physiology and in understanding neurodegeneration and CNS drug delivery, human cerebrovascular cells remain poorly characterized due to their sparsity and dispersion. Here, we perform the first single-cell characterization of the human cerebrovasculature using both ex vivo fresh-tissue experimental enrichment and post mortem in silico sorting of human cortical tissue samples. We capture 31,812 cerebrovascular cells across 17 subtypes, including three distinct subtypes of perivascular fibroblasts as well as vasculature-coupled neurons and glia. We uncover human-specific expression patterns along the arteriovenous axis and determine previously uncharacterized cell type-specific markers. We use our newly discovered human-specific signatures to study changes in 3,945 cerebrovascular cells of Huntington’s disease patients, which reveal an activation of innate immune signaling in vascular and vasculature-coupled cell types and the concomitant reduction to proteins critical for maintenance of BBB integrity. Finally, our study provides a comprehensive resource molecular atlas of the human cerebrovasculature to guide future biological and therapeutic studies.

Abstract We present and analyze observations of polarized dust emission at 850 μ m toward the central 1 × 1 pc hub-filament structure of Monoceros R2 (Mon R2). The data are obtained with SCUBA-2/POL-2 on the James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) as part of the B-fields in Star-forming Region Observations survey. The orientations of the magnetic field follow the spiral structure of Mon R2, which are well described by an axisymmetric magnetic field model. We estimate the turbulent component of the magnetic field using the angle difference between our observations and the best-fit model of the underlying large-scale mean magnetic field. This estimate is used to calculate the magnetic field strength using the Davis–Chandrasekhar–Fermi method, for which we also obtain the distribution of volume density and velocity dispersion using a column density map derived from Herschel data and the C 18 O ( J = 3 − 2) data taken with HARP on the JCMT, respectively. We make maps of magnetic field strengths and mass-to-flux ratios, finding that magnetic field strengths vary from 0.02 to 3.64 mG with a mean value of 1.0 ± 0.06 mG, and the mean critical mass-to-flux ratio is 0.47 ± 0.02. Additionally, the mean Alfvén Mach number is 0.35 ± 0.01. This suggests that, in Mon R2, the magnetic fields provide resistance against large-scale gravitational collapse, and the magnetic pressure exceeds the turbulent pressure. We also investigate the properties of each filament in Mon R2. Most of the filaments are aligned along the magnetic field direction and are magnetically subcritical.

We present observations of polarized dust emission at 850 $\mu$m from the L43 molecular cloud which sits in the Ophiuchus cloud complex. The data were taken using SCUBA-2/POL-2 on the James Clerk Maxwell Telescope as a part of the BISTRO large program. L43 is a dense ($N_{\rm H_2}\sim 10^{22}$-10$^{23}$ cm$^{-2}$) complex molecular cloud with a submillimetre-bright starless core and two protostellar sources. There appears to be an evolutionary gradient along the isolated filament that L43 is embedded within, with the most evolved source closest to the Sco OB2 association. One of the protostars drives a CO outflow that has created a cavity to the southeast. We see a magnetic field that appears to be aligned with the cavity walls of the outflow, suggesting interaction with the outflow. We also find a magnetic field strength of up to $\sim$160$\pm$30 $\mu$G in the main starless core and up to $\sim$90$\pm$40 $\mu$G in the more diffuse, extended region. These field strengths give magnetically super- and sub-critical values respectively and both are found to be roughly trans-Alfv\'enic. We also present a new method of data reduction for these denser but fainter objects like starless cores.

Abstract We present BISTRO Survey 850 μ m dust emission polarization observations of the L1495A-B10 region of the Taurus molecular cloud, taken at the James Clerk Maxwell Telescope (JCMT). We observe a roughly triangular network of dense filaments. We detect nine of the dense starless cores embedded within these filaments in polarization, finding that the plane-of-sky orientation of the core-scale magnetic field lies roughly perpendicular to the filaments in almost all cases. We also find that the large-scale magnetic field orientation measured by Planck is not correlated with any of the core or filament structures, except in the case of the lowest-density core. We propose a scenario for early prestellar evolution that is both an extension to, and consistent with, previous models, introducing an additional evolutionary transitional stage between field-dominated and matter-dominated evolution, observed here for the first time. In this scenario, the cloud collapses first to a sheet-like structure. Uniquely, we appear to be seeing this sheet almost face on. The sheet fragments into filaments, which in turn form cores. However, the material must reach a certain critical density before the evolution changes from being field dominated to being matter dominated. We measure the sheet surface density and the magnetic field strength at that transition for the first time and show consistency with an analytical prediction that had previously gone untested for over 50 yr.