Oncogenic Ras transforms immortal rodent cells to a tumorigenic state, in part, by constitutively transmitting mitogenic signals through the mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade. In primary cells, Ras is initially mitogenic but eventually induces premature senescence involving the p53 and p16(INK4a) tumor suppressors. Constitutive activation of MEK (a component of the MAPK cascade) induces both p53 and p16, and is required for Ras-induced senescence of normal human fibroblasts. Furthermore, activated MEK permanently arrests primary murine fibroblasts but forces uncontrolled mitogenesis and transformation in cells lacking either p53 or INK4a. The precisely opposite response of normal and immortalized cells to constitutive activation of the MAPK cascade implies that premature senescence acts as a fail-safe mechanism to limit the transforming potential of excessive Ras mitogenic signaling. Consequently, constitutive MAPK signaling activates p53 and p16 as tumor suppressors.

The giant ciliate Stentor coeruleus is a classical model system for studying regeneration and morphogenesis in a single cell. The anterior of the cell is marked by an array of cilia, known as the oral apparatus, which can be induced to shed and regenerate in a series of reproducible morphological steps, previously shown to require transcription. If a cell is cut in half, each half regenerates an intact cell. We used RNA sequencing (RNAseq) to assay the dynamic changes in Stentor’s transcriptome during regeneration, after both oral apparatus shedding and bisection, allowing us to identify distinct temporal waves of gene expression including kinases, RNA -binding proteins, centriole biogenesis factors, and orthologs of human ciliopathy genes. By comparing transcriptional profiles of different regeneration events, we identified distinct modules of gene expression corresponding to oral apparatus regeneration, posterior holdfast regeneration, and recovery after wounding. By measuring gene expression after blocking translation, we show that the sequential waves of gene expression involve a cascade mechanism in which later waves of expression are triggered by translation products of early-expressed genes. Among the early-expressed genes, we identified an E2F transcription factor and the RNA-binding protein Pumilio as potential regulators of regeneration based on the expression pattern of their predicted target genes. RNAi-mediated knockdown experiments indicate that Pumilio is required for regenerating oral structures of the correct size. E2F is involved in the completion of regeneration but is dispensable for earlier steps. This work allows us to classify regeneration genes into groups based on their potential role for regeneration in distinct cell regeneration paradigms, and provides insight into how a single cell can coordinate complex morphogenetic pathways to regenerate missing structures.

We address the task of estimating 6D camera poses from sparse-view image sets (2-8 images). This task is a vital pre-processing stage for nearly all contemporary (neural) reconstruction algorithms but remains challenging given sparse views, especially for objects with visual symmetries and texture-less surfaces. We build on the recent RelPose framework which learns a network that infers distributions over relative rotations over image pairs. We extend this approach in two key ways; first, we use attentional transformer layers to process multiple images jointly, since additional views of an object may resolve ambiguous symmetries in any given image pair (such as the handle of a mug that becomes visible in a third view). Second, we augment this network to also report camera translations by defining an appropriate coordinate system that decouples the ambiguity in rotation estimation from translation prediction. Our final system results in large improvements in 6D pose prediction over prior art on both seen and unseen object categories and also enables pose estimation and 3D reconstruction for in-the-wild objects.

Abstract The giant ciliate Stentor coeruleus is a classical model system for studying regeneration and morphogenesis at the level of a single cell. The anterior of the cell is marked by an array of cilia, known as the oral apparatus, which can be induced to shed and regenerate in a series of reproducible morphological steps, previously shown to require transcription. If a cell is cut in half, each half will regenerate an intact cell, including a new oral apparatus in the posterior half. We used RNAseq to assay the dynamic changes in Stentor ’s transcriptome during regeneration, after both oral apparatus shedding and bisection, allowing us to identify distinct temporal waves of gene expression including kinases, RNA binding proteins, centriole biogenesis factors, and orthologs of human ciliopathy genes implicated in Meckel and Joubert syndromes. By comparing transcriptional profiles of different regeneration events in the same species, we were able to identify distinct modules of gene expression corresponding to oral apparatus regeneration, posterior holdfast regeneration, and recovery after wounding. By measuring gene expression in cells in which translation is blocked, we show that the sequential waves of gene expression involve a cascade mechanism in which later waves of expression are triggered by translation products of early-expressed genes. Among the early-expressed genes, we identified an E2F transcription factor and the conserved RNA binding protein Pumilio as potential regulators of regeneration based on the expression pattern of their predicted target genes. RNAi mediated knockdown experiments indicate that Pumilio is required for regenerating oral structures of the correct size. We show that E2F is involved in the completion of regeneration but is dispensable for earlier steps. This work allows us to classify regeneration genes into groups based on their potential role for regeneration in distinct cell regeneration paradigms, and provides insight into how a single cell can coordinate complex morphogenetic pathways to regenerate missing structures.

Summary Many individual proteins have been identified as having defined positions relative to cell polarity axes, raising the question of what fraction of all proteins may have polarized localizations. We took advantage of the giant ciliate Stentor coeruleus to quantify the extent of polarized localization proteome-wide. This trumpet-shaped unicellular organism shows a clear morphological anterior-posterior axis defined by a circular array of cilia known as a membranellar band at one end, and a holdfast at the other end. Because individual Stentor cells are over a millimeter in length, we were able to cut the cells into three pieces along the anterior-posterior axis, followed by proteomic analysis of proteins enriched in each piece. We find that approximately 30% of all detected proteins show a polarized location relative to the anterior-posterior cell axis. Proteins with polarized enrichment include centrin-like proteins, calcium-regulated kinases, orthologs of SFI1 and GAS2, and proteases. At the organelle level, nuclear and mitochondrial proteins are enriched in the anterior half of the cell body, but not in the membranellar band itself, while ribosome related proteins are apparently uniformly distributed. RNAi of signaling proteins enriched in the membranellar band, which is the anterior-most structure in the cell, revealed a protein phosphatase 2 subunit b ortholog required for closure of the membranellar band into the ring shape characteristic of Stentor. These results suggest that a large fraction of the Stentor proteome has a polarized localization, and provide a protein-level framework for future analysis of pattern formation and regeneration in Stentor as well as defining a general strategy for subcellular spatial proteomics based on physical dissection of cells.

Alzheimer's disease (AD) diagnosis relies on the presence of extracellular β-amyloid (Aβ) and intracellular hyperphosphorylated tau (p-tau). Emerging evidence suggests a potential link between AD pathologies and infectious agents, with herpes simplex virus 1 (HSV-1) being a leading candidate. Our investigation, using metagenomics, mass spectrometry, western blotting, and decrowding expansion pathology, detects HSV-1-associated proteins in human brain samples. Expression of the herpesvirus protein ICP27 increases with AD severity and strongly colocalizes with p-tau but not with Aβ. Modeling in human brain organoids shows that HSV-1 infection elevates tau phosphorylation. Notably, p-tau reduces ICP27 expression and markedly decreases post-infection neuronal death from 64% to 7%. This modeling prompts investigation into the cGAS-STING-TBK1 pathway products, nuclear factor (NF)-κB and IRF-3, which colocalizes with ICP27 and p-tau in AD. Furthermore, experimental activation of STING enhances tau phosphorylation, while TBK1 inhibition prevents it. Together, these findings suggest that tau phosphorylation acts as an innate immune response in AD, driven by cGAS-STING.

Purpose Cervical cancer remains the second most common cancer and cancer-related death among women in Ethiopia. This is the first study, to our knowledge, describing the demographic, and clinicopathologic characteristics of cervical cancer cases in a mainly rural, Southwestern Ethiopian population with a low literacy rate to provide data on the cervical cancer burden and help guide future prevention and intervention efforts. Methods A descriptive analysis of 154 cervical cancer cases at the Jimma University Teaching Hospital in Southwestern Ethiopia from January 2008 – December 2010 was performed. Demographic and clinical characteristics were obtained from patient questionnaires and cervical punch biopsies were histologically examined. Results Of the 154 participants with a histopathologic diagnosis of cervical cancer, 95.36% had not heard of cervical cancer and 89.6% were locally advanced at the time of diagnosis. Moreover, 86.4% of participants were illiterate, and 62% lived in a rural area. Conclusion A majority of the 154 women with cervical cancer studied at the Jimma University Teaching Hospital in Southwestern Ethiopia were illiterate, had not heard of cervical cancer and had advanced disease at the time of diagnosis. Given the low rates of literacy and knowledge regarding cervical cancer in this population which has been shown to correlate with a decreased odds of undergoing screening, future interventions to address the cervical cancer burden here must include an effective educational component.