Verbal sounds can be associated with specific meanings, a phenomenon called sound symbolism. Previous findings of sound symbolism have shown that words including specific consonants or vowels or mouth shapes to pronounce specific vowels associate with specific and subjective physical and emotional evaluations. The purpose of this study was to examine whether each written vowel in a given language was individually associated with specific subjective evaluations. Six hundred and thirteen participants used five-point semantic differential scales for 10 features (size, closeness, thickness, width, weight, height, depth, affection, excitement and familiarity) to rate written Japanese vowels (a , i , u , e , and o ). The results showed that the size, closeness, thickness and width of a , u and o were significantly higher than those of i and e , whereas the affection and familiarity of a were higher than the others. These results were consistent with previous findings in which vowels in sound-symbolic words have been associated with physical (i.e., size, closeness, thickness and width) and emotional (i.e., affection) evaluations. Our findings suggest that each written Japanese vowel itself, with its individual characteristics, could individually contribute to specific and subjective physical and emotional evaluations. These findings provide insights on how we could better use letters for communicative relationships among writers and readers.

This study reveals associative processes for novel words in a second language (L2) and their referents. Thirty Japanese participants learned associative pairs for novel words in Chinese and pictorial referents (CP), as well as novel words in Chinese and words in Japanese (CJ), against a condition in which they learned only novel words in Chinese (C). After the learning phase, participants conducted two learning condition retrieval tasks for word recognition and three recognition tasks for the source-monitoring of the referents. The correct answers for each recognition task were provided to participants after each trial. Although the correct answers in all conditions increased in both the recognition and learning condition retrieval tasks, there was no significant difference among conditions. In contrast, the response times of the correct trials in all recognition tasks and the first learning condition retrieval tasks were faster for the CP condition than the CJ condition. Additionally, in the second learning condition retrieval task, missed items in associative conditions (CP and CJ conditions) were judged to be learned items more often than unlearned items, whereas missed items in the non-associative condition (C condition) were judged to be unlearned items more than learned items. These findings suggest that pictures contribute to the recognition and retrieval speeds of associations between novel words in L2 and referents, and that associative learning of L2 words and referents could enhance more familiarity effects than the learning of L2 words only.

Abstract The rhesus macaque ( Macaca mulatta ) is a crucial experimental animal that shares many genetic, brain organizational, and behavioral characteristics with humans. A macaque brain atlas that identifies anatomically and functionally distinct regions is fundamental to biomedical and evolutionary research. However, even though connectivity information is vital for understanding brain functions, a connectivity-based whole-brain atlas of the macaque has not previously been made. In this study, we created a new whole-brain map, the Macaque Brainnetome Atlas (MacBNA), based on the anatomical connectivity profiles provided by high angular and spatial resolution ex vivo diffusion MRI data. The new atlas consists of 248 cortical and 56 subcortical regions as well as their structural and functional connections. The parcellation and the diffusion-based tractography were comprehensively evaluated with multi-contrast MRI, invasive neuronal-tracing, and Nissl-stained images collected from a single subject and with open-access datasets from other cohorts. As a demonstrative application, the structural connectivity divergence between macaque and human brains was mapped using the Brainnetome atlases of those two species to uncover the genetic underpinnings of the evolutionary changes in brain structure. The resulting resource includes (1) the thoroughly delineated Macaque Brainnetome Atlas (MacBNA), (2) regional connectivity profiles, (3) the postmortem high resolution macaque diffusion and T2-weighted MRI dataset (Brainnetome-8), and (4) multi-contrast MRI, block-face, and section images collected from a single macaque. MacBNA can serve as a common reference frame for mapping multifaceted features across modalities and spatial scales and for integrative investigation and characterization of brain organization and function. Therefore, it will enrich the collaborative resource platform for nonhuman primates and facilitate translational and comparative neuroscience research.

Abstract A large amount of food waste is currently generated due to rapid global population growth, which results in environmental pollution and economical burdens for waste disposal. Composting is one of the most environmentally friendly and cost-effective methods for food waste treatment. This study aims to give insight into microbial community structure and functional strains of household food waste compost, which might optimize the composting process and help increase food waste treatment efficiency. The microbial community is characterized via 16S rRNA sequencing. The dominant microbes are assigned to the three phyla of Firmicutes , Proteobacteria and Bacteroidetes , and the main fungi are assigned to the phylum of Ascomycota . We isolated some functional microbes from the compost microbiota, including Alcaligenes faecalis , Paenochrobactrum glaciei , Lysinibacillus fusiformis , and Proteus terrae . Moreover, we detected lipase and cellulase activities in the compost liquid. However, the measured lipase and cellulase activity is low, and further enhancement of the lipase activity in the food waste compost might increase waste treatment ability. Therefore, we isolated a cellulase and lipase harboring Bacillus cereus strain from municipal a wastewater treatment plant. The B. cereus strain have high-level lipase activity, which could be used for food waste treatment in the future.

Abstract Mitochondria serve as the cellular powerhouse, and their distinct DNA makes them a prospective target for gene editing to treat genetic disorders. However, the impact of genome editing on mitochondrial DNA (mtDNA) stability remains a mystery. Our study reveals previously unknown risks of genome editing that both nuclear and mitochondrial editing cause broad transfer of mitochondrial DNA segments into the nuclear genome in various cell types including human cell lines, primary T cells, retinal cells, and mouse embryos. Furthermore, drug-induced mitochondrial stresses and mtDNA breaks exacerbate this transfer of mtDNA into the nuclear genome. Notably, we observe that the newly developed mitochondrial base editor DdCBE can also cause widespread mtDNA integrations. However, we provide a practical solution to suppress the transfer of mtDNA by co-expressing TREX1 or TREX2 exonucleases during DdCBE editing. These findings also shed light on the origins of mitochondrial-nuclear DNA segments.

Metastasis is the principal cause of cancer death, yet we lack an understanding of metastatic cell states, their relationship to primary tumor states, and the mechanisms by which they transition. In a cohort of biospecimen trios from same-patient normal colon, primary and metastatic colorectal cancer, we show that while primary tumors largely adopt LGR5 + intestinal stem-like states, metastases display progressive plasticity. Loss of intestinal cell states is accompanied by reprogramming into a highly conserved fetal progenitor state, followed by non-canonical differentiation into divergent squamous and neuroendocrine-like states, which is exacerbated by chemotherapy and associated with poor patient survival. Using matched patient-derived organoids, we demonstrate that metastatic cancer cells exhibit greater cell-autonomous multilineage differentiation potential in response to microenvironment cues than their intestinal lineage-restricted primary tumor counterparts. We identify PROX1 as a stabilizer of intestinal lineage in the fetal progenitor state, whose downregulation licenses non-canonical reprogramming.

Abstract Histology studies revealed that the macaque insular cortex was characterized by the gradual organizations containing agranular, dysgranular and granular insula. However, no consensus has been reached on the elaborate subdivisions of macaque insula. Until now, no neuroimaging study to our knowledge combining connectivity-based gradients and parcellation has been performed to investigate the topographic organization of the macaque insular cortex. In this study, we used high-resolution ex vivo diffusion-weighted imaging data to explore the macaque insular cortex’s global gradient organization and subdivisions. We found a rostrocaudal organization of the dominant gradient in the macaque insula using a diffusion map embedding. Meanwhile, extracting the 25% top and bottom components from the dominant and second gradient, which explained variance over 60% in total within ten gradients, the connectivity-based parcellation method was performed to subdivide each component into two subregions confirmed by the cross-validation analysis. Furthermore, permutations tests identified that two subregions from each component showed significant differences between their connectivity fingerprints. Finally, we found that the dominant and second gradients were significantly correlated with the T1w/T2w and cortical thickness maps in the macaque insula. Taken together, the global gradients combining the subdivisions examined the topographic organization of the macaque insular cortex based on the structural connectivity, which may contribute to a better understanding of the intricate insular cortex anatomy.

ABSTRACT Therapy with radiation plus cisplatin kills human papilloma virus-related (HPV+) oropharyngeal squamous cell carcinomas (OPSCCs) by increasing reactive oxygen species beyond cellular antioxidant capacity. To explore why some patients fail these standard treatments, we evaluated whether the variation in HPV oncoprotein levels among HPV+ OPSCCs impacts mitochondrial metabolism, a source of antioxidant capacity. In cell line and patient-derived xenograft models, levels of HPV full-length E6 (fl-E6) inversely correlated with oxidative phosphorylation, antioxidant capacity, and therapy resistance, and fl-E6 was the only HPV oncoprotein to display such correlation. Ectopically expressing fl-E6 in models with low levels reduced mitochondrial mass, depleted antioxidant capacity, and sensitized to therapy. In this setting, fl-E6 repressed the PGC-1α/ERRα pathway for mitochondrial biogenesis by reducing p53-dependent PGC-1α transcription. Concordant observations were made in three clinical cohorts, where expression of mitochondrial components was higher in tumors of patients with reduced survival. These tumors contained the lowest fl-E6 levels, highest p53 target gene expression, and an activated PGC-1α/ERRα pathway. Our findings demonstrate that E6 can potentiate treatment responses by depleting mitochondrial antioxidant capacity and provide evidence for low E6 negatively impacting patient survival. E6’s interaction with the PGC-1α/ERRα axis has implications for predicting and targeting treatment resistance in OPSCC.

Multisystem manifestations in myotonic dystrophy type 1 (DM1) may be due to dosage reduction in multiple genes induced by aberrant expansion of CTG repeats in DMPK, including Dmpk and its neighboring genes (Six5 or Dmwd) and downstream Mbnl1. However, the direct evidences are lack. Here, we develop a new strategy to generate mice carrying multigene mutations in one step by injection of haploid embryonic stem cells with mutant Dmpk, Six5 and Mbnl1 into oocytes. The triple heterozygous mutant mice exhibit adult-onset DM1 phenotypes. With the additional mutation in Dmwd, quadruple heterozygous mutant mice recapitulate many major manifestations in congenital DM1. Moreover, muscle stem cells in both models display reduced stemness. Our results suggest that the complex symptoms of DM1 result from the reduced gene dosage of multiple genes.

Abstract The median-effect equation has been widely used to describe the dose-response relationship and identify compounds that activate or inhibit specific disease targets in contemporary drug discovery. However, the experimental data often contain extreme responses, which may significantly impair the estimation accuracy and impede valid quantitative assessment in the standard estimation procedure. To improve the quantitative estimation of the dose-response relationship, we introduce a novel approach based on robust beta regression. Substantive simulation studies under various scenarios demonstrate solid evidence that the proposed approach consistently provides robust estimation for the median-effect equation, particularly when there are extreme outcome observations. Moreover, simulation studies illustrate that the proposed approach also provides a narrower confidence interval, suggesting a higher power in statistical testing. Finally, to efficiently and conveniently perform common lab data analyses, we develop a freely accessible web-based analytic tool to facilitate the quantitative implementation of the proposed approach for the scientific community.