Abstract Bacterial temperate viruses (phages) have to decide between a quiescent (lysogenic) and virulent (lytic) lifestyle in the face of a variety of phage defense systems. Multiple Bacilli phage families have been shown to use the arbitrium communication system, but the mechanism by which the arbitrium system exerts its function remains largely unknown. Here we study phage ɸ3T, in which arbitrium was originally identified, and find that arbitrium communication controls the phage life-cycle through interactions with a host-encoded defense system. Under lytic conditions, the arbitrium system expresses an anti-toxin, AimX, which blocks the RNA ribonuclease activity of MazF, part of the MazEF toxin-antitoxin system. When arbitrium signal concentration is high, AimX is not expressed and MazF remains active. We find that this activity is necessary for lysogenization. Finally, we show that MazEF acts as a defense system, and protects bacteria against a lytic ɸ3T mutant which lacks AimX and an additional later-expressed MazE-like antitoxin, YosL. Altogether, our results show how a bacterial defense system has been co-opted by phages to control their lysis/lysogeny decision-making.

Abstract Clonal propagation of plants by induction of adventitious roots (ARs) from stem cuttings is a requisite step in breeding programs. A major barrier exists for propagating valuable plants that naturally have low capacity to form ARs. Due to the central role of auxin in organogenesis, indole-3-butyric acid (IBA) is often used as part of commercial rooting mixtures, yet many recalcitrant plants do not form ARs in response to this treatment. Here, we describe the synthesis and screening of a focused library of synthetic auxin conjugates in Eucalyptus grandis cuttings and identify 4-chlorophenoxyacetic acid-L-tryptophan-OMe as a competent enhancer of adventitious rooting in a number of recalcitrant woody plants, including apple and argan. Comprehensive metabolic and functional analyses reveal that this activity is engendered by prolonged auxin signaling due to initial fast uptake and slow release and clearance of the free auxin 4-chlorophenoxyacetic acid. This work highlights the utility of a slow-release strategy for bioactive compounds for more effective plant growth regulation.

Abstract Currently known G protein-coupled receptors (GPCRs) have a single transmembrane domain. Many GPCRs form dimers that have two transmembrane domains (one per protein), and there are indications that this dimeric interaction is functionally meaningful. Here, based on sequence analysis and structure predictions, we report the existence of 57 proteins with two, three, or four GPCR domains within the same protein chain. We analyze the structures of these multi-GPCRs and show that almost all have DRY/NPxxY motifs, a strong indication of signaling activity. By homology, most of the multi-GPCRs that we identified are olfactory-related; a few are chemokine-related. Multi-GPCR candidates are found in various Chordata species including fish, camel, marmite, Chinese hamster, and new world monkeys. The discovery of receptors with multiple transmembrane domains suggests the possibility for signal regulation and amplification within an individual receptor, revealing another step in GPCR evolution and a new layer of complexity in signal transduction.

Mutations in the gene SCAPER (S phase Cyclin A-Associated Protein residing in the Endoplasmic Reticulum) have recently been associated with retinitis pigmentosa (RP) and intellectual disability (ID). In 2011, a possible involvement of SCAPER in human diseases was discovered for the first time due to the identification of a homozygous mutation causing ID in an Iranian family. Later, five studies were published in 2019 that described patients with autosomal recessive syndromic retinitis pigmentosa (arRP) accompanied by ID and attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD). This present study describes three patients from an Arab consanguineous family in Israel with similar clinical features of the SCAPER syndrome. In addition, new manifestations of ocular symptoms, nystagmus, glaucoma, and elevator palsy, were observed. Genetic testing of the patients and both parents via whole-exome sequencing revealed the homozygous mutation c.2023–2A>G in SCAPER. Phenotypic and genotypic descriptions for all available cases described in the literature including our current three cases (37 cases) were carried out, in addition to a bioinformatics analysis for all the genetic variants that was undertaken. Our study confirms and extends the clinical manifestations of SCAPER-related disorders.

Introduction Hypomyelinating leukodystrophies are a group of genetic disorders, characterised by severe permanent myelin deficiency. Their clinical features include developmental delay with or without neuroregression, nystagmus, central hypotonia, progressing to spasticity and ataxia. HSPD1 encodes the HSP60 chaperonin protein, mediating ATP-dependent folding of imported proteins in the mitochondrial matrix. Pathogenic variants in HSPD1 have been related to a number of neurological phenotypes, including the dominantly inherited pure hereditary spastic paraplegia (MIM 605280) and the recessively inherited hypomyelinating leukodystrophy 4 (MIM 612233). Subsequently, an additional phenotype of hypomyelinating leukodystrophy has been reported due to de novo heterozygous HSPD1 variants. In the current work, we expand the clinical and genetic spectrum of this hypomyelinating disorder by describing a cohort of three patients, being heterozygous for HSPD1 variants involving residue Ala536 of HSP60 (the novel p.Ala536Pro variant and the previously reported p.Ala536Val). Methods Clinical and radiological evaluation; whole exome sequencing, in vitro reconstitution assay and patient fibroblast cell lysate analysis. Results Clinical manifestation was of early-onset nystagmus, tremor and hypotonia evolving into spasticity and ataxia and childhood-onset neuroregression in one case. Brain MRI studies revealed diffuse hypomyelination. The 3D protein structure showed these variants to lie in spatial proximity to the previously reported Leu47Val variant, associated with a similar clinical phenotype. In vitro reconstitution assay and patient fibroblast cell lysate analysis demonstrated that these mutants display aberrant chaperonin protein complex assembly. Discussion We provide evidence that impaired oligomerisation of the chaperonin complex might underlie this HSPD1-related phenotype, possibly through exerting a dominant negative effect.