ABSTRACT RNA splicing plays a critical role in post-transcriptional gene regulation. Exponential expansion of intron length poses a challenge for accurate splicing. Little is known about how cells prevent inadvertent and often deleterious expression of intronic elements due to cryptic splicing. In this study, we identify hnRNPM as an essential RNA binding protein that suppresses cryptic splicing through binding to deep introns, preserving transcriptome integrity. Long interspersed nuclear elements (LINEs) harbor large amounts of pseudo splice sites in introns. hnRNPM preferentially binds at intronic LINEs and represses LINE-containing pseudo splice site usage for cryptic splicing. Remarkably, a subgroup of the cryptic exons can form long dsRNAs through base-pairing of inverted Alu transposable elements scattered in between LINEs and trigger interferon immune response, a well-known antiviral defense mechanism. Notably, these interferon-associated pathways are found to be upregulated in hnRNPM-deficient tumors, which also exhibit elevated immune cell infiltration. These findings unveil hnRNPM as a guardian of transcriptome integrity. Targeting hnRNPM in tumors may be used to trigger an inflammatory immune response thereby boosting cancer surveillance.

Genome conformation is central to gene control but challenging to interrogate. Here we present HiChIP, a protein-centric chromatin conformation method. HiChIP improves the yield of conformation-informative reads by over 10-fold and lowers input requirement over 100-fold relative to ChIA-PET. HiChIP of cohesin reveals multi-scale genome architecture with greater signal to background than in situ Hi-C. Thus, HiChIP adds to the toolbox of 3D genome structure and regulation for diverse biomedical applications.

The challenge of linking intergenic mutations to target genes has limited molecular understanding of human diseases. Here, we show that H3K27ac HiChIP generates high-resolution contact maps of active enhancers and target genes in rare primary human T cell subtypes and coronary artery smooth muscle cells. Differentiation of naive T cells to T helper 17 cells or regulatory T cells creates subtype-specific enhancer-promoter interactions, specifically at regions of shared DNA accessibility. These data provide a principled means of assigning molecular functions to autoimmune and cardiovascular disease risk variants, linking hundreds of noncoding variants to putative gene targets. Target genes identified with HiChIP are further supported by CRISPR interference and activation at linked enhancers, by the presence of expression quantitative trait loci, and by allele-specific enhancer loops in patient-derived primary cells. The majority of disease-associated enhancers contact genes beyond the nearest gene in the linear genome, leading to a four-fold increase of potential target genes for autoimmune and cardiovascular diseases.

Long noncoding RNAs (lncRNAs) have been shown to act as important cell biological regulators including cell fate decisions but are often ignored in human genetics. Combining differential lncRNA expression during neuronal lineage induction with copy number variation morbidity maps of a cohort of children with autism spectrum disorder/intellectual disability versus healthy controls revealed focal genomic mutations affecting several lncRNA candidate loci. Here we find that a t(5:12) chromosomal translocation in a family manifesting neurodevelopmental symptoms disrupts specifically lnc-NR2F1. We further show that lnc-NR2F1 is an evolutionarily conserved lncRNA functionally enhances induced neuronal cell maturation and directly occupies and regulates transcription of neuronal genes including autism-associated genes. Thus, integrating human genetics and functional testing in neuronal lineage induction is a promising approach for discovering candidate lncRNAs involved in neurodevelopmental diseases.

Abstract Arthropod-borne viruses infect both mosquito and mammalian hosts. While much is known about virus-host interactions that modulate viral gene expression in their mammalian host, much less is known about the interactions that involve inhibition, subversion or avoidance strategies in the mosquito host. A novel RNA-Protein interaction detection assay was used to detect proteins that directly or indirectly bind to dengue viral genomes in infected mosquito cells. Membrane-associated mosquito proteins SEC61A1 and Loquacious (Loqs) were found to be in complex with the viral RNA. Depletion analysis demonstrated that both SEC61A1 and Loqs have pro-viral functions in the dengue viral infectious cycle. Co-localization and pull-down assays showed that Loqs interacts with viral protein NS3 and both full-length and subgenomic viral RNAs. While Loqs coats the entire positive-stranded viral RNA, it binds selectively to the 3’ end of the negative-strand of the viral genome. In-depth analyses showed that the absence of Loqs did not affect translation or turnover of the viral RNA but modulated viral replication. Loqs also displayed pro-viral functions for several flaviviruses in infected mosquito cells, suggesting a conserved role for Loqs in flavivirus-infected mosquito cells. Author Summary There is a wealth of information that dictates virus-host interactions in flavivirus-infected mammalian cells, yet there is only sparse information on the mechanisms that modulate viral gene expression in the mosquito host. Using a novel RNA-protein detection assay, the interactions of SEC61A1 and Loqs with the dengue viral genome were found to have proviral functions in infected mosquito cells. In particular, Loqs forms complexes with the positive-strand of the viral RNA and the very 3’ end of the negative-strand viral RNA. Further analyses showed that Loqs modulates viral RNA replication of dengue virus and gene amplification of several other flaviviral genomes. These findings argue that Loqs is an essential proviral host factor in mosquitos.