Stem cells play central roles in tissue development, homeostasis, and regeneration. Decades of scientific research have uncovered processes of stem cell decline in tissue and organismal aging, and more recently, pioneering technologies permit the dissection of its underlying mechanisms and inform therapeutic development for aging and aging-associated disorders. In this review, we elucidate aging-related features across different somatic stem cell types, with a specific focus on epigenetic changes, loss of protein homeostasis, and systemic influencing factors, including chronic inflammation, circadian rhythm dysregulation, and metabolic disorder. Our survey of organismal stem cell aging summarizes its underlying biological implications, points to potential biomarkers of stem cell aging, and discusses stem cell-based therapeutic strategies with the potential for promoting healthy aging and combating aging and age-related diseases.

Abstract Trans -chromosomal interactions resulting in changes in DNA methylation during hybridization have been observed in several plant species. However, very little is known about the causes or consequences of these interactions. Here, we compared DNA methylomes of F1 hybrids that are mutant for a small RNA biogenesis gene, Mop1 ( mediator of paramutation1 ) with that of their parents, wild type siblings, and backcrossed progeny in maize. Our data show that hybridization triggers global changes in both trans -chromosomal methylation (TCM) and trans -chromosomal demethylation (TCdM), most of which involved changes in CHH methylation. In more than 60% of these TCM differentially methylated regions (DMRs) in which small RNAs are available, no significant changes in the quantity of small RNAs were observed. Methylation at the CHH TCM DMRs was largely lost in the mop1 mutant, although the effects of this mutant varied depending on the location of the CHH DMRs. Interestingly, an increase in CHH at TCM DMRs was associated with enhanced expression of a subset of highly expressed genes and suppressed expression of a small number of lowly expressed genes. Examination of the methylation levels in backcrossed plants demonstrates that TCM and TCdM can be maintained in the subsequent generation, but that TCdM is more stable than TCM. Surprisingly, although increased CHH methylation in F1 plants did require Mop1 , initiation of the changes in the epigenetic state of TCM DMRs did not require a functional copy of this gene, suggesting that initiation of these changes is not dependent on RNA-directed DNA methylation.

Summary T regulatory type 1 (Tr1) cells, which are defined by their regulatory function, lack of Foxp3, high expression of IL-10, CD49b, and LAG3, are known to be able to suppress Th1 and Th17 in the intestine. Th1 and Th17 cells are also the main drivers of crescentic glomerulonephritis, the most severe form of renal autoimmune disease. However, whether Tr1 cells emerge in renal inflammation and moreover, whether they exhibit regulatory function during glomerulonephritis has not been thoroughly investigated yet. To address these questions, we used a mouse model of experimental crescentic glomerulonephritis and double Foxp3 mRFP IL-10 eGFP reporter mice. We found that Foxp3 neg IL-10-producing CD4 + T cells infiltrate the kidneys during glomerulonephritis progression. Using single-cell RNA- sequencing, we could show that these cells express the core transcriptional factors characteristic of Tr1 cells. In line with this, Tr1 cells showed a strong suppressive activity ex vivo and were protective in experimental crescentic glomerulonephritis in vivo . Finally, we could also identify Tr1 cells in the kidneys of patients with anti-neutrophil cytoplasmic autoantibody (ANCA)-associated glomerulonephritis and define their transcriptional profile. Tr1 cells are currently used in several immune-mediated inflammatory diseases, e.g. as T- cell therapy. Thus, our study provides proof of concept for Tr1 cell-based therapies in experimental glomerulonephritis.

Background: COVID-19 caused by SARA-CoV-2 is a disaster sweeping over 200 countries, and more than 2,150,000 people are suffering from the disease and 140,000 people died. ACE2 is a receptor protein of SARS-CoV-2, and TMPRSS2 promotes virus proliferation and transmission. Some patients developed multiple organ dysfunction syndromes other than lungs. Therefore, studying the viral susceptibility of other organs is important for a deeper understanding of viral pathogenesis. Methods: The advantage of scRNA-seq data is the identification of cell types by clustering the gene expression of cells. ACE2 and TMPRSS2 are highly expressed in AT2 of lungs, we compared the ACE2 and TMPRSS2 expression levels of cell types from 31 organs, with AT2 of lungs to evaluate the risk of the viral infection using scRNA-seq data. Findings: For the first time, we found the brain, gall bladder, and fallopian tube are vulnerable to COVID-19 infection. Besides, the nose, heart, small intestine, large intestine, esophagus, testis and kidney are also identified to be high-risk organs with high expression levels of ACE2 and TMPRSS2. Moreover, the susceptible organs are grouped into three risk levels based on the TMPRSS2 expression. As a result, the respiratory system, digestive system and reproductive system are at the top-risk level to COVID-19 infection. Interpretation: This study provides evidence for COVID-19 infection in the human nervous system, digestive system, reproductive system, respiratory system, circulatory system and urinary system using scRNA-seq data, which helps for the clinical diagnosis and treatment of patients. Funding: Natural Science Foundation of China.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

Abstract Microbes shape their habitats through consuming resources, as well as actively producing and secreting diverse chemicals. These chemicals serve various niche-construction functions and can be considered “public good” for the community. Most microorganisms, for instance, release small molecules known as siderophores to scavenge irons from the extracellular environment. Despite being exploitable by cheaters, biosynthetic genes producing such molecules widely exist in nature, invoking active investigation on the possible mechanisms for producers to survive cheater invasion. In this work, we utilized the chemostat-typed model to demonstrate that the division of the iron by private and public siderophores can promote stable or dynamical coexistence between the cheater and “partial cooperators”, an adaptive strategy with the production of both public and private siderophores. Further, our analysis revealed that when microbes not only consume but also produce resources, this type of “resource partition model” exhibit different stability criteria than that of the classical consumer resource model, allowing more complex systems dynamics.

Copy number gain in chromosome 8q21 is considered as the prototype of genetic abnormalities associated with development of breast cancer, yet the oncogenic potential underlying this amplicon in breast carcinogenesis remains to be delineated. We report here that ZNF704, a gene mapped to 8q21, is recurrently amplified in breast cancer. We found that ZNF704 acts as transcription repressor and interacts with the transcription corepressor SIN3A complex. Genome-wide interrogation of the transcriptional targets identifies that the ZNF704/SIN3A complex represses a panel of genes including PER2 that are critically involved in the function of circadian clock. Indeed, ZNF704 overexpression prolongs the period and dampens amplitude of circadian clock. We showed that ZNF704 promotes the proliferation and invasion of breast cancer cells in vitro and accelerates the growth and metastasis of breast cancer in vivo. Consistently, the level of ZNF704 expression is inversely correlated with that of PER2 in breast carcinomas, and high level of ZNF704 correlates with advanced histological grades, lymph node positivity, and poor prognosis of breast cancer patients, especially those with HER2+ and basal-like subtypes.

Although overexpression of EZH2, a catalytic subunit of the polycomb repressive complex 2 (PRC2), is an eminent feature of various cancers, the regulation of its abundance and function remains insufficiently understood. We report here that the PRC2 complex is physically associated with ubiquitin-specific protease USP7 in melanoma cells where USP7 acts to deubiquitinate and stabilize EZH2. Interestingly, we found that USP7-catalyzed H2BK120 deubiquitination is a prerequisite for chromatin loading of PRC2 thus H3K27 trimethylation. Genome-wide analysis of the transcriptional targets of the USP7/PRC2 complex identified a cohort of genes including FOXO1 that are involved in cell growth and proliferation. We demonstrated that the USP7/PRC2 complex drives melanoma cell proliferation and tumorigenesis in vitro and in vivo. We showed that the expression of both USP7 and EZH2 elevates during melanoma progression, corresponding to a diminished FOXO1 expression, and the level of the expression of USP7 and EZH2 strongly correlates with histological grades and prognosis of melanoma patients. These results reveal a dual role for USP7 in the regulation of the abundance and function of EZH2, supporting the pursuit of USP7 as a therapeutic target for melanoma.

Abstract Phytophthora root rot caused by oomycete pathogens in the Phytophthora genus poses a significant threat to soybean productivity. While resistance mechanisms against Phytophthora sojae have been extensively studied in soybean, the molecular basis underlying immune responses to Phytophthora sansomeana remains unclear. We investigated transcriptomic and epigenetic responses of two resistant (Colfax and NE2701) and two susceptible (Williams 82 and Senaki) soybean lines at four time points (2, 4, 8, and 16 hours post inoculation, hpi) after P. sansomeana inoculation. Comparative transcriptomic analyses revealed a greater number of differentially expressed genes (DEGs) upon pathogen inoculation in resistant lines, particularly at 8 and 16 hpi, predominantly associated with ethylene and reactive oxygen species-mediated defense pathways. Moreover, DE transposons were predominantly up-regulated after inoculation and enriched near genes in Colfax. A long non-coding RNA (lncRNA) within the mapped region of the resistance gene exhibited exclusive up-regulation in the resistant lines after inoculation, potentially regulating two flanking LURP-one-related genes. Furthermore, DNA methylation analysis revealed increased CHH methylation levels in lncRNAs after inoculation, with delayed responses in Colfax compared to Williams 82. Overall, our results provide comprehensive insights into soybean responses to P. sansomeana , highlighting potential roles of lncRNAs and epigenetic regulation in plant defense.