Abstract As an indispensable tool for transcriptome-wide analysis of differential gene expression, RNA sequencing (RNAseq) has demonstrated great potential in clinical applications. However, the lack of multi-group RNA reference materials of biological relevance and the corresponding reference datasets for assessing the reliability of RNAseq hampers its wide clinical applications wherein the underlying biological differences among study groups are often small. As part of the Quartet Project for quality control and data integration of multiomic profiling, we established four RNA reference materials derived from immortalized B-lymphoblastoid cell lines from four members of a monozygotic twin family. Additionally, we constructed ratio-based transcriptome-wide reference datasets using multi-batch RNAseq datasets, providing “ground truth” for benchmarking. Moreover, Quartet-sample-based quality metrics were developed for assessing reliability of RNAseq technology in terms of intra-batch proficiency and cross-batch reproducibility. The small intrinsic biological differences among the Quartet samples enable sensitive assessment of performance of transcriptomic measurements. The Quartet RNA reference materials combined with the reference datasets can be served as unique resources for assessing data quality and improving reliability of transcriptomic profiling.

Abstract Highly pathogenic avian influenza virus (HPAIV) A H5 clade 2.3.4.4 has caused worldwide outbreaks in domestic poultry, occasional spillover to humans, and increasing deaths of diverse species of wild birds since 2014. Wild bird migration is currently acknowledged as an important ecological process contributing to the global dispersal of HPAIV H5. However, it is unclear how seasonal bird migration facilitates global virus dispersal , and which avian species are exposed to HPAI H5 clade 2.3.4.4 viruses and where . To shed light on ongoing global outbreaks, we sought to explore these questions through phylodynamic analyses based on empirical data of bird movement tracking and virus genome sequences. First, based on viral phylogeography and bird migration networks, we demonstrate that seasonal bird migration can explain salient features of the global dispersal of clade 2.3.4.4. Second, we detect synchrony between the seasonality of bird annual cycle phases and virus lineage movements. We reveal the differing vulnerable bird orders at geographical origins and destinations of HPAIV H5 lineage movements. Notably, we highlight the potential importance of relatively under-discussed Suliformes and Ciconiiformes, in addition to Anseriformes and Charadriiformes, in virus lineage movements. Our study provides a phylodynamic framework that links the bird movement ecology and genomic epidemiology of avian influenza; it highlights the importance of integrating bird behaviour and life history in avian influenza studies.

Abstract Multiomics profiling is a powerful tool to characterize the same samples with complementary features orchestrating the genome, epigenome, transcriptome, proteome, and metabolome. However, the lack of ground truth hampers the objective assessment of and subsequent choice from a plethora of measurement and computational methods aiming to integrate diverse and often enigmatically incomparable omics datasets. Here we establish and characterize the first suites of publicly available multiomics reference materials of matched DNA, RNA, proteins, and metabolites derived from immortalized cell lines from a family quartet of parents and monozygotic twin daughters, providing built-in truth defined by family relationship and the central dogma. We demonstrate that the “ratio”-based omics profiling data, i.e ., by scaling the absolute feature values of a study sample relative to those of a concurrently measured universal reference sample, were inherently much more reproducible and comparable across batches, labs, platforms, and omics types, thus empower the horizontal (within-omics) and vertical (cross-omics) data integration in multiomics studies. Our study identifies “absolute” feature quantitation as the root cause of irreproducibility in multiomics measurement and data integration, and urges a paradigm shift from “absolute” to “ratio"-based multiomics profiling with universal reference materials.

Abstract The effectiveness of vaccinating poultry in preventing the transmission of highly pathogenic avian influenza viruses (AIVs) has been questioned for years and its impact on wild birds is uncertain 1–3 . Here we reconstruct movements of H5 subtype AIV lineages among vaccinated poultry, unvaccinated poultry, and wild birds, worldwide from 1996 to 2023. We find that lineage transitions among host types are lagged and that movements from wild birds to unvaccinated poultry were more frequent than those from wild birds to vaccinated poultry. However, we also find that the HA gene of the AIV lineage that circulated predominately among Chinese poultry with high vaccination coverage underwent faster evolution and greater nonsynonymous divergence than other lineages. Further, this Chinese poultry lineage contained more codons inferred to be under positive selection, including at known antigenic sites, and its rates of nonsynonymous divergence and adaptative fixation increased after mass poultry vaccination began. Our results indicate that the epidemiological, ecological and evolutionary consequences of widespread AIV vaccination in poultry may be linked in complex ways, and that much work is needed to better understand how such interventions may affect AIV transmission to, within and from wild birds.