Next generation sequencing (NGS) technologies provide a high-throughput means to generate large amount of sequence data. However, quality control (QC) of sequence data generated from these technologies is extremely important for meaningful downstream analysis. Further, highly efficient and fast processing tools are required to handle the large volume of datasets. Here, we have developed an application, NGS QC Toolkit, for quality check and filtering of high-quality data. This toolkit is a standalone and open source application freely available at http://www.nipgr.res.in/ngsqctoolkit.html. All the tools in the application have been implemented in Perl programming language. The toolkit is comprised of user-friendly tools for QC of sequencing data generated using Roche 454 and Illumina platforms, and additional tools to aid QC (sequence format converter and trimming tools) and analysis (statistics tools). A variety of options have been provided to facilitate the QC at user-defined parameters. The toolkit is expected to be very useful for the QC of NGS data to facilitate better downstream analysis.

Mahat et al. describe how to map the genome-wide positions of active RNA polymerases using a modified nuclear run-on approach called PRO-seq. Details for PRO-cap, a modification that identifies transcription start sites, are also included. We provide a protocol for precision nuclear run-on sequencing (PRO-seq) and its variant, PRO-cap, which map the location of active RNA polymerases (PRO-seq) or transcription start sites (TSSs) (PRO-cap) genome-wide at high resolution. The density of RNA polymerases at a particular genomic locus directly reflects the level of nascent transcription at that region. Nuclei are isolated from cells and, under nuclear run-on conditions, transcriptionally engaged RNA polymerases incorporate one or, at most, a few biotin-labeled nucleotide triphosphates (biotin-NTPs) into the 3′ end of nascent RNA. The biotin-labeled nascent RNA is used to prepare sequencing libraries, which are sequenced from the 3′ end to provide high-resolution positional information for the RNA polymerases. PRO-seq provides much higher sensitivity than ChIP-seq, and it generates a much larger fraction of usable sequence reads than ChIP-seq or NET-seq (native elongating transcript sequencing). Similarly to NET-seq, PRO-seq maps the RNA polymerase at up to base-pair resolution with strand specificity, but unlike NET-seq it does not require immunoprecipitation. With the protocol provided here, PRO-seq (or PRO-cap) libraries for high-throughput sequencing can be generated in 4–5 working days. The method has been applied to human, mouse, Drosophila melanogaster and Caenorhabditis elegans cells and, with slight modifications, to yeast.

Chickpea ranks third among the food legume crops production in the world. However, the genomic resources available for chickpea are still very limited. In the present study, the transcriptome of chickpea was sequenced with short reads on Illumina Genome Analyzer platform. We have assessed the effect of sequence quality, various assembly parameters and assembly programs on the final assembly output. We assembled ~107million high-quality trimmed reads using Velvet followed by Oases with optimal parameters into a non-redundant set of 53 409 transcripts (≥100 bp), representing about 28 Mb of unique transcriptome sequence. The average length of transcripts was 523 bp and N50 length of 900 bp with coverage of 25.7 rpkm (reads per kilobase per million). At the protein level, a total of 45 636 (85.5%) chickpea transcripts showed significant similarity with unigenes/predicted proteins from other legumes or sequenced plant genomes. Functional categorization revealed the conservation of genes involved in various biological processes in chickpea. In addition, we identified simple sequence repeat motifs in transcripts. The chickpea transcripts set generated here provides a resource for gene discovery and development of functional molecular markers. In addition, the strategy for de novo assembly of transcriptome data presented here will be helpful in other similar transcriptome studies.

Summary Cicer arietinum L. (chickpea) is the third most important food legume crop. We have generated the draft sequence of a desi‐type chickpea genome using next‐generation sequencing platforms, bacterial artificial chromosome end sequences and a genetic map. The 520‐Mb assembly covers 70% of the predicted 740‐Mb genome length, and more than 80% of the gene space. Genome analysis predicts the presence of 27 571 genes and 210 Mb as repeat elements. The gene expression analysis performed using 274 million RNA ‐Seq reads identified several tissue‐specific and stress‐responsive genes. Although segmental duplicated blocks are observed, the chickpea genome does not exhibit any indication of recent whole‐genome duplication. Nucleotide diversity analysis provides an assessment of a narrow genetic base within the chickpea cultivars. We have developed a resource for genetic markers by comparing the genome sequences of one wild and three cultivated chickpea genotypes. The draft genome sequence is expected to facilitate genetic enhancement and breeding to develop improved chickpea varieties.

ABSTRACT Ulcerative colitis (UC) is driven by immune and stromal subsets, culminating in epithelial injury. Vedolizumab (VDZ) is an anti-integrin antibody that is effective for treating UC. VDZ is known to inhibit lymphocyte trafficking to the intestine, but its broader effects on other cell subsets are less defined. To identify the inflammatory cells that contribute to colitis and are affected by VDZ, we performed single-cell transcriptomic and proteomic analyses of peripheral blood and colonic biopsies in healthy controls and patients with UC on VDZ or other therapies. Here we show that VDZ treatment is associated with alterations in circulating and tissue mononuclear phagocyte (MNP) subsets, along with modest shifts in lymphocytes. Spatial multi-omics of formalin-fixed biopsies demonstrates trends towards increased abundance and proximity of MNP and fibroblast subsets in active colitis. Spatial transcriptomics of archived specimens pre-treatment identifies epithelial-, MNP-, and fibroblast-enriched genes related to VDZ responsiveness, highlighting important roles for these subsets in UC.

In the past decade, high-dimensional single cell technologies have revolutionized basic and translational immunology research and are now a key element of the toolbox used by scientists to study the immune system. However, analysis of the data generated by these approaches often requires clustering algorithms and dimensionality reduction representation which are computationally intense and difficult to evaluate and optimize. Here we present Cyclone, an analysis pipeline integrating dimensionality reduction, clustering, evaluation and optimization of clustering resolution, and downstream visualization tools facilitating the analysis of a wide range of cytometry data. We benchmarked and validated Cyclone on mass cytometry (CyTOF), full spectrum fluorescence-based cytometry, and multiplexed immunofluorescence (IF) in a variety of biological contexts, including infectious diseases and cancer. In each instance, Cyclone not only recapitulates gold standard immune cell identification, but also enables the unsupervised identification of lymphocytes and mononuclear phagocytes subsets that are associated with distinct biological features. Altogether, the Cyclone pipeline is a versatile and accessible pipeline for performing, optimizing, and evaluating clustering on variety of cytometry datasets which will further power immunology research and provide a scaffold for biological discovery.

Abstract The immune system is stratified into layers of specialized cells with distinct functions. Recently, Lin28b was shown to serve as a master regulator of fetal lymphopoiesis, programming the development of more innate-like lymphocytes in early life. However, it remains unclear whether Lin28b specifies innate functions in more conventional adaptive lymphocytes. In this report, we discovered that Lin28b promotes the development of a more innate-like lineage of CD8+ T cells that is capable of protecting the host against a wide variety of pathogens in the absence of TCR stimulation. Using RNA-seq and ATAC-seq, we found that Lin28b transcriptionally and epigenetically programs CD8+ T cells to be highly responsive to innate cytokines. We also performed scRNAseq and found that the shift from innate-like CD8+ T cells in early life to adaptive CD8+ T cells in adulthood is mediated by changes in the abundance of distinct subsets of cells. Remarkably, the innate CD8+ T cell subset predominates in early life but is also present in adult mice and humans. Collectively, our findings demonstrate that neonatal CD8+ T cells are a distinct lineage of lymphocytes that provide the host with innate defense in early life. One sentence Summary High-dimensional analysis reveals how Lin28b programs neonatal CD8+ T cells for innate defense.

ABSTRACT The biological impact of microRNAs (miRNAs) is determined by their targets, and robustly identifying direct miRNA targets remains challenging. Existing methods suffer from high falsepositive rates and are unable to effectively differentiate direct miRNA targets from downstream regulatory changes. Here, we present an experimental and computational framework to deconvolute post-transcriptional and transcriptional changes using a combination of RNA-seq and PRO-seq. This novel approach allows us to systematically profile the regulatory impact of a miRNA. We refer to this approach as CARP: C ombined A nalysis of R NA-seq and P RO-seq. We apply CARP to multiple miRNAs and show that it robustly distinguishes direct targets from downstream changes, while greatly reducing false positives. We validate our approach using Argonaute eCLIP-seq and ribosome profiling, demonstrating that CARP defines a comprehensive repertoire of targets. Using this approach, we identify miRNA-specific activity of target sites within the open reading frame. Additionally, we show that CARP facilitates the dissection of complex changes in gene regulatory networks triggered by miRNAs and identification of transcription factors that mediate downstream regulatory changes. Given the robustness of the approach, CARP would be particularly suitable for dissecting miRNA regulatory networks in vivo .

The ability of men to remain fertile throughout their lives depends upon establishment of a spermatogonial stem cell (SSC) pool from gonocyte progenitors, and also maintaining the proper balance between SSC renewal and spermatogenic differentiation throughout life. Depletion of SSCs causes infertility with a Sertoli Cell Only Syndrome (SCOS) phenotype. We previously created a mouse strain in which an inhibitory phosphorylation site (Tyr15) of Cyclin-dependent kinase 2 (Cdk2) was altered. Juvenile males homozygous for this allele (Cdk2Y15S) initiate the first round of spermatogenesis, which originates from prospermatogonia, but meiocytes arrest due to chromosomal defects resembling those in Cdk2-/- mice. Subsequent waves of spermatogonial differentiation and meiosis were largely absent, leading to an SCOS-like phenotype. Here, we demonstrate that Cdk2Y15S/Y15S mice possess mitotically active GFRa1+ SSC-like cells, but they are impaired in their ability to differentiate. Marker analysis and single cell RNA-seq revealed defective differentiation of gonocytes into SSCs. Biochemical and genetic data demonstrated that Cdk2Y15S is a gain-of-function allele causing deregulated kinase activity, and its phenotypic effects could be reversed by mutating the Thr160 positive regulatory site in cis. These results demonstrate that precise temporal regulation of CDK2 activity in male germ cell development and in the cell cycle is critical for long-term spermatogenic homeostasis.

The aim of this research-based review is to disseminate scientific knowledge about an important FOXO3 gene and its activation by phytochemicals. The fork head box O (FOXO) transcription factor is composed of helix DNA. FOXOs are involved in metabolism, cell cycle arrest, apoptosis, energy, oxidative stress, immunity, inflammation, and stem cell maintenance symptoms that occur because of age associated diseases. Its FOXOs family consists of foxo1, foxo3, foxo4 and foxo6, but all of them are different from each other, among which FOXO3 gene involved in human longevity. FOXO3 proteins manage those genes that are associated with growth factors. To increase health span FOXO3 proteins are engaged in many physiological and pathological conditions like cardiovascular diseases, cancer, diabetes, chronic neurological diseases, and tumor suppressants. Phytochemicals, including polyphenols, seem to have potential for upregulation of the function of FOXO 3. The literature for the described study was collected by various research engines like Google Scholar, PubMed, ResearchGate, etc. Our review-based study reveals that Phenols, Polyphenols and terpenoids were found to be effective regulators of the FOXO3 gene for human longevity. Keywords: FOXO3, Tumor suppressants, Polyphenols, Oxidative stress, DNA.