Catalytic protein subunits of telomerase from the ciliate Euplotes aediculatus and the yeast Saccharomyces cerevisiae contain reverse transcriptase motifs. Here the homologous genes from the fission yeast Schizosaccharomyces pombe and human are identified. Disruption of the S. pombe gene resulted in telomere shortening and senescence, and expression of mRNA from the human gene correlated with telomerase activity in cell lines. Sequence comparisons placed the telomerase proteins in the reverse transcriptase family but revealed hallmarks that distinguish them from retroviral and retrotransposon relatives. Thus, the proposed telomerase catalytic subunits are phylogenetically conserved and represent a deep branch in the evolution of reverse transcriptases.

Summary Our expanding knowledge of the roles small regulatory RNAs play across numerous areas of biology, coupled with the promise of RNA-targeted therapies and small RNA-based medicines, create an urgent need for tools that can accurately identify and quantify small RNA:target interactions at scale. MicroRNAs (miRNA) are a major class of small RNAs in plants and animals. The experimental capture of miRNA:mRNA interactions by ligation into chimeric RNA fragments in chimeric CrossLinking and ImmunoPrecipitation (CLIP) provides a direct readout of miRNA targets with high-throughput sequencing. Despite the power of this approach, widespread adoption of chimeric CLIP has been slow due to both methodological technical complexity as well as limited recovery of chimeric molecules (particularly beyond the most abundant miRNAs). Here we describe chimeric eCLIP, in which we integrate a chimeric ligation step into AGO2 eCLIP to enable chimeric read recovery. We show that removal of the cumbersome polyacrylamide gel and nitrocellulose membrane transfer step common to CLIP techniques can be omitted for chimeric AGO2 eCLIP to create a simplified high throughput version of the assay that maintains high signal- to-noise. With the increased yield of recovered miRNA:mRNA interactions in no-gel chimeric eCLIP, we show that simple enrichment steps using either PCR or on-bead probe capture can be added to chimeric eCLIP in order to target and enrich libraries for chimeric reads specific to one or more miRNAs of interest in both cell lines and tissue samples, resulting in 30- to 175-fold increases in recovery of chimeric reads for miRNAs of interest. We further demonstrate that the same probe-capture approach can be used to recover miRNA interactions for a targeted gene of interest, revealing both distinct miRNA targeting as well as co-targeting by several miRNAs from the same seed family. RNA-seq analysis of gene expression following miRNA overexpression confirmed miRNA-mediated repression of chimeric eCLIP-identified targets and indicated that probe-enriched chimeric eCLIP can provide additional sensitivity to detect regulated targets among genes that either contain or lack computationally predicted miRNA target sites. Thus, we believe that chimeric eCLIP will be a useful tool for quantitative profiling of miRNA targets in varied sample types at scale, and for revealing a deeper picture of regulatory networks for specific miRNAs of biological interest. Highlights No-gel chimeric eCLIP improves recovery of miRNA:mRNA interactions by 70-fold Probe- and PCR-enrichment deeply profiles mRNA targets of miRNAs of interest Chimeric eCLIP targets experimentally identify non-computationally predicted interactions Increased depth recovers ∼6 million miRNA:target chimeras in HEK293T

Abstract The cadherin family of cell surface glycoproteins plays a fundamental role in cell-cell recognition, thereby participating in diverse biological process such as embryonic morphogenesis and oncogenic transformation. The subset of clustered protocadherin (PCDH) genes generated from the α, β, and γ loci, have been widely studied for their potential role in neuronal cell-cell recognition and neurogenesis, however their broader role in normal embryonic development and cancer has not been examined in detail. We utilized human embryonic stem (hES) cells to model early human development in vitro , comparing PCDH isoform transcription in diverse types of embryonic progenitors with normal adult-derived and cancer counterparts. Embryonic progenitors express genes from the α and β cluster at levels comparable to that seen in the CNS, while fetal and adult-derived cells express primarily from the γ cluster. Replicative senescence left fibroblasts with markedly lower expression of all isoforms. We observe that an embryonic pattern of clustered protocadherin gene expression and associated CpG island methylation is commonly associated with cancer cell lines from diverse tissue types. The differential regulation of the α, β, and γ loci coincide with alternate regions of DNA accessibility at CTCF binding sites and lamina-associated domains and CPL expression correlated with the expression of LMNA and LMNB1 . These observations support a potential role for the differential regulation of genes within the clustered protocadherin locus in selective cell-cell adhesion during embryogenesis, regeneration, cancer and aging.

Abstract UV cross-linking and immunoprecipitation (CLIP) methodologies enable the identification of RNA binding sites of RNA-binding proteins (RBPs). Despite improvements in the library preparation of RNA fragments, the current enhanced CLIP (eCLIP) protocol requires 4 days of hands-on time and lacks the ability to process many RBPs in parallel. We present a new method termed antibody-barcode eCLIP (ABC) that utilizes DNA-barcoded antibodies and proximity ligation of the DNA oligonucleotides to RBP-protected RNA fragments to interrogate multiple RBPs simultaneously. We observe performance comparable to eCLIP with the advantage of a reduced hands-on time of 2 days and dramatically increased scaling while minimizing sample-to-sample variation and maintaining the same material requirement of a single eCLIP experiment.