Abstract Cardiac injury, such as myocardial infarction (MI), results in permanent loss of cardiomyocytes and in many cases heart failure. Transgenic expression of the pro-proliferative transcription factor Myc and Cyclin T1 can drive substantial adult cardiomyocyte proliferation to replace lost cardiomyocytes. Herein, we show that Myc and Cyclin T1 induced cardiomyocyte proliferation leads to myocardial repair and functional (long-term) recovery post-MI in mice. To provide a more translational approach, we developed modified mRNA (modRNA) encoding Myc-Ccnt1 as a transient and non-integrating strategy for regeneration. One dose of Myc-Ccnt1 modRNA is sufficient to transiently drives cardiomyocyte proliferation in human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes and a mouse MI model, where it leads to better heart function. Using single nuclei sequencing and proteomics, we show this was functionally mediated by transcriptional activation of cell-cycle regulating genes, which ultimately results in mitosis and cytokinesis of cardiomyocytes. Collectively, these findings indicate that Myc-Ccnt1 modRNA has the potential to be an effective regenerative therapeutic.

Single cell RNA sequencing (scRNA-seq) is revolutionizing the study of complex biological systems. However, most sequencing studies overlook the contribution of transposable element (TE) expression to the transcriptome. In both scRNA-seq and bulk tissue RNA sequencing (RNA-seq), quantification of TE expression is challenging due to repetitive sequence content and poorly characterized TE gene models. Here, we developed a tool and analysis pipeline for Single cell Transposable Element Locus Level Analysis of scRNA Sequencing (Stellarscope) that reassigns multi-mapped reads to specific genomic loci using an expectation-maximization algorithm. Using Stellarscope, we built an atlas of TE expression in human PBMCs. We found that locus-specific TEs delineate cell types and define new cell subsets not identified by standard mRNA expression profiles. Altogether, this study provides comprehensive insights into the influence of transposable elements in human biology.

HiBit is an engineered luciferase's 11 amino acid component that can be introduced as a tag at either terminus of a protein of interest. When the LgBit component and a substrate are present, HiBit and LgBit dimerise forming a functional luciferase. The HiBit technology has been extensively used for high-throughput protein turnover studies in cells. Here, we have adapted the use of the HiBit technology to quantify mRNA translation temporally in vitro in the rabbit reticulocyte system and in cellulo in HEK293 cells constitutively expressing LgBit. The assay system can detect differences in Cap, 5 prime UTR, modified nucleotide composition, coding sequence optimisation and poly(A) length. Importantly, using these assays we established the optimal mRNA composition varied depending on the encoded protein of interest, highlighting the importance of screening methods tailored to the protein of interest, and not reliant on reporter proteins. Our findings demonstrated that HiBit can be easily and readily adapted to monitor mRNA translation and offers a novel and highly favourable method for the development of mRNA-based therapeutics.