The analysis of the first plant genomes provided unexpected evidence for genome duplication events in species that had previously been considered as true diploids on the basis of their genetics. These polyploidization events may have had important consequences in plant evolution, in particular for species radiation and adaptation and for the modulation of functional capacities. Here we report a high-quality draft of the genome sequence of grapevine (Vitis vinifera) obtained from a highly homozygous genotype. The draft sequence of the grapevine genome is the fourth one produced so far for flowering plants, the second for a woody species and the first for a fruit crop (cultivated for both fruit and beverage). Grapevine was selected because of its important place in the cultural heritage of humanity beginning during the Neolithic period. Several large expansions of gene families with roles in aromatic features are observed. The grapevine genome has not undergone recent genome duplication, thus enabling the discovery of ancestral traits and features of the genetic organization of flowering plants. This analysis reveals the contribution of three ancestral genomes to the grapevine haploid content. This ancestral arrangement is common to many dicotyledonous plants but is absent from the genome of rice, which is a monocotyledon. Furthermore, we explain the chronology of previously described whole-genome duplication events in the evolution of flowering plants.

Only a small proportion of the mouse genome is transcribed into mature messenger RNA transcripts. There is an international collaborative effort to identify all full-length mRNA transcripts from the mouse, and to ensure that each is represented in a physical collection of clones. Here we report the manual annotation of 60,770 full-length mouse complementary DNA sequences. These are clustered into 33,409 ‘transcriptional units’, contributing 90.1% of a newly established mouse transcriptome database. Of these transcriptional units, 4,258 are new protein-coding and 11,665 are new non-coding messages, indicating that non-coding RNA is a major component of the transcriptome. 41% of all transcriptional units showed evidence of alternative splicing. In protein-coding transcripts, 79% of splice variations altered the protein product. Whole-transcriptome analyses resulted in the identification of 2,431 sense–antisense pairs. The present work, completely supported by physical clones, provides the most comprehensive survey of a mammalian transcriptome so far, and is a valuable resource for functional genomics.

The prediction of regulatory elements is a problem where computational methods offer great hope. Over the past few years, numerous tools have become available for this task. The purpose of the current assessment is twofold: to provide some guidance to users regarding the accuracy of currently available tools in various settings, and to provide a benchmark of data sets for assessing future tools.

Plant-parasitic nematodes are major agricultural pests worldwide and novel approaches to control them are sorely needed. We report the draft genome sequence of the root-knot nematode Meloidogyne incognita, a biotrophic parasite of many crops, including tomato, cotton and coffee. Most of the assembled sequence of this asexually reproducing nematode, totaling 86 Mb, exists in pairs of homologous but divergent segments. This suggests that ancient allelic regions in M. incognita are evolving toward effective haploidy, permitting new mechanisms of adaptation. The number and diversity of plant cell wall-degrading enzymes in M. incognita is unprecedented in any animal for which a genome sequence is available, and may derive from multiple horizontal gene transfers from bacterial sources. Our results provide insights into the adaptations required by metazoans to successfully parasitize immunocompetent plants, and open the way for discovering new antiparasitic strategies.

The RIKEN Mouse Gene Encyclopaedia Project, a systematic approach to determining the full coding potential of the mouse genome, involves collection and sequencing of full-length complementary DNAs and physical mapping of the corresponding genes to the mouse genome. We organized an international functional annotation meeting (FANTOM) to annotate the first 21,076 cDNAs to be analysed in this project. Here we describe the first RIKEN clone collection, which is one of the largest described for any organism. Analysis of these cDNAs extends known gene families and identifies new ones.

This paper reports the first comprehensive analysis of Displacement loop (D-loop) region sequences from ten different mammalian orders. It represents a systematic evolutionary study at the molecular level on regulatory homologous regions in organisms belonging to a well defined class, mammalia, which radiated about 150 million years ago (Mya). We have aligned and analyzed 26 complete D-loop region sequences available in the literature and the fat dormouse sequence, recently determined in our laboratory. The novelty of our alignment consists of the extensive manual revision of the preliminary output obtained by computer program to optimize sequence similarity, particularly for the two peripheral domains displaying heterogeneity in length and the presence of repeated sequences. The multialignment is available at the WWW site: http://www.ba.cnr.it/dloop.html. Our comparative study has allowed us to identify new conserved sequence blocks present in all the species under consideration and events of insertion/deletion which have important implications in both functional and evolutionary aspects. In particular we have detected two blocks, about 60 bp long, extended termination associated sequences (ETAS1 and ETAS2) conserved in all the organisms considered. Evaluation against experimental work suggests a possible functional role of ETAS1 and ETAS2 in the regulation of replication and transcription and targeted experimental approaches. The analyses on conserved sequence blocks (CSBs) clearly indicate that CSB1 is the only very essential element, common to all mammalian mt genomes, while CSB2 and CSB3 could be involved in different though related functions, probably species specific, and thus more linked to nuclear-mitochondrial coevolutionary processes. Our hypothesis on the different functional implications of the conserved elements, CSBs and TASs, reported so far as main regulatory signals, would explain the different conservation of these elements in evolution. Moreover the intra-order comparison of the D-loop regions highlights peculiar features useful to define the evolutionary dynamics of this region in closely related species.

One of the greatest challenges that modern molecular biology is facing is the understanding of the complex mechanisms regulating gene expression. A fundamental step in this process requires the characterization of regulatory motifs playing key roles in the regulation of gene expression at transcriptional and post-transcriptional levels. In particular, transcription is modulated by the interaction of transcription factors with their corresponding binding sites. Weeder Web is a web interface to Weeder, an algorithm for the automatic discovery of conserved motifs in a set of related regulatory DNA sequences. The motifs found are in turn likely to be instances of binding sites for some transcription factor. Other than providing access to the program, the interface has been designed so to make usage of the program itself as simple as possible, and to require very little prior knowledge about the length and the conservation of the motifs to be found. In fact, the interface automatically starts different runs of the program, each one with different parameters, and provides the user with an overall summary of the results as well as some 'advice' on which motifs look more interesting according to their statistical significance and some simple considerations. The web interface is available at the address www.pesolelab.it by following the 'Tools' link.

The crucial role of the non-coding portion of genomes is now widely acknowledged. In particular, mRNA untranslated regions are involved in many post-transcriptional regulatory pathways that control mRNA localization, stability and translation efficiency. We review in this paper the major structural and compositional features of eukaryotic mRNA untranslated regions and provide some examples of bioinformatic analyses for their functional characterization.

The first step in gene expression, transcription, is modulated by the interaction of transcription factors with their corresponding binding sites on the DNA sequence. Pscan is a software tool that scans a set of sequences (e.g. promoters) from co-regulated or co-expressed genes with motifs describing the binding specificity of known transcription factors and assesses which motifs are significantly over- or under-represented, providing thus hints on which transcription factors could be common regulators of the genes studied, together with the location of their candidate binding sites in the sequences. Pscan does not resort to comparisons with orthologous sequences and experimental results show that it compares favorably to other tools for the same task in terms of false positive predictions and computation time. The website is free and open to all users and there is no login requirement. Address: http://www.beaconlab.it/pscan.