Vanessa Wong and colleagues report whole-genome sequencing of 1,832 Salmonella enterica serovar Typhi isolates from 63 endemic countries. They identify mutations that define the multidrug resistant (MDR) H58 lineage and report numerous inter- and intracontinental transmissions of this lineage as well as an ongoing MDR typhoid epidemic in Africa. The emergence of multidrug-resistant (MDR) typhoid is a major global health threat affecting many countries where the disease is endemic. Here whole-genome sequence analysis of 1,832 Salmonella enterica serovar Typhi (S. Typhi) identifies a single dominant MDR lineage, H58, that has emerged and spread throughout Asia and Africa over the last 30 years. Our analysis identifies numerous transmissions of H58, including multiple transfers from Asia to Africa and an ongoing, unrecognized MDR epidemic within Africa itself. Notably, our analysis indicates that H58 lineages are displacing antibiotic-sensitive isolates, transforming the global population structure of this pathogen. H58 isolates can harbor a complex MDR element residing either on transmissible IncHI1 plasmids or within multiple chromosomal integration sites. We also identify new mutations that define the H58 lineage. This phylogeographical analysis provides a framework to facilitate global management of MDR typhoid and is applicable to similar MDR lineages emerging in other bacterial species.

Abstract The majority of variants associated with complex traits and common diseases identified by genome-wide association studies (GWAS) map to noncoding regions of the genome with unknown regulatory effects in cis and trans . By leveraging biobank-scale GWAS data, massively parallel CRISPR screens and single cell transcriptome sequencing, we discovered target genes of noncoding variants for blood trait loci. The closest gene was often the target gene, but this was not always the case. We also identified trans -effects networks of noncoding variants when cis target genes encoded transcription factors, such as GFI1B and NFE2 . We observed that GFI1B trans -target genes were enriched for GFI1B binding sites and fine-mapped GWAS variants, and expressed in human bone marrow progenitor cells, suggesting that GFI1B acts as a master regulator of blood traits. This platform will enable massively parallel assays to catalog the target genes of human noncoding variants in both cis and trans .

Summary Regulation of transcript structure generates transcript diversity and plays an important role in human disease. The advent of long-read sequencing technologies offers the opportunity to study the role of genetic variation in transcript structure. In this paper, we present a large human long-read RNA-seq dataset using the Oxford Nanopore Technologies platform from 88 samples from GTEx tissues and cell lines, complementing the GTEx resource. We identified just under 100,000 new transcripts for annotated genes, and validated the protein expression of a similar proportion of novel and annotated transcripts. We developed a new computational package, LORALS, to analyze genetic effects of rare and common variants on the transcriptome via allele-specific analysis of long reads. We called allele-specific expression and transcript structure events, providing novel insights into the specific transcript alterations caused by common and rare genetic variants and highlighting the resolution gained from long-read data. We were able to perturb transcript structure upon knockdown of PTBP1, an RNA binding protein that mediates splicing, thereby finding genetic regulatory effects that are modified by the cellular environment. Finally, we use this dataset to enhance variant interpretation and study rare variants leading to aberrant splicing patterns.

Summary T cell activation is a critical driver of immune response and if uncontrolled, it can result in failure to respond to infection or in excessive inflammation and autoimmunity. CD28 costimulatory pathway is an essential regulator of CD4 T cell responses. To deconvolute how T cell receptor (TCR) and CD28 orchestrate activation of human CD4 T cells we stimulated cells using varying intensities of TCR and CD28 signals followed by gene expression profiling. We demonstrate that T-helper differentiation and cytokine expression are controlled by CD28. Strikingly, cell cycle and cell division are sensitive to CD28 in memory cells, but under TCR control in naive cells, in contrast to the paradigm that memory cells are CD28-independent. Using a combination of chromatin accessibility and enhancer profiling, we observe that IRFs and Blimp-1 (PRDM1) motifs are enriched in naive and memory T cells in response to TCR. In contrast, memory cells initiate AP1 transcriptional regulation only when both TCR and CD28 are engaged, implicating CD28 as an amplifier of transcriptional programmes in memory cells. Lastly, we show that CD28-sensitive genes are enriched in autoimmune disease loci, pointing towards the role of memory cells and the regulation of T cell activation through CD28 in autoimmune disease development. This study provides important insights into the differential role of CD28 in naive and memory T cell responses and offers a new platform for design and interpretation of costimulatory based therapies. One-sentence summary Genomic profiling of CD4 T cell activation reveals a sensitivity switch from TCR in naive to CD28 in memory cells.

Identifying cellular functions dysregulated by disease associated variants could implicate novel pathways for drug targeting or modulation in cell therapies. Variants associated with immune diseases point towards the role of CD4+ regulatory T cells (Tregs), cell type critical for immune homeostasis. To translate the effects of immune disease alleles on Treg function we mapped genetic regulation (QTL) of gene expression and chromatin activity in Tregs. We identified 123 loci where Treg QTLs colocalized with immune disease variants. These colocalizations indicated that dysregulation of key Treg pathways, including cell activation via CD28 and IL-2 signalling mediated by STAT5A contribute to the shared pathobiology of immune diseases. Finally, using disease GWAS signals colocalizing with Treg QTLs, we identified 34 known drug targets and 270 targets with drug tractability evidence. Our study is the first in-depth characterization of immune disease variant effects on Treg gene expression modulation and dysregulation of Treg function.