Abstract The cGAS/STING pathway triggers inflammation in response to diverse cellular stresses such as infection, cellular damage, senescence, normal aging, and age-related disease. Besides inflammation, STING also triggers non-canonical autophagy and cell death, the former of which requires the proton pump V-ATPase- mediated LC3 lipidation to single membrane STING vesicles. V-ATPase is known to sense organelle de- acidification in other contexts and recruits the ATG16L1 complex for direct conjugation of LC3/ATG8 to single membranes (CASM). However, it is unclear how STING activates V-ATPase for non-canonical autophagy. Here we report that upon STING activation, the transmembrane domain (TMD) of STING significantly reorganizes and forms an electron-sparse pore in the center. Cellular imaging and in vitro ion flux assays revealed that STING is critical for proton efflux and pH neutralization of Golgi-derived STING vesicles. A chemical ligand of STING, C53, which binds to and blocks the channel of STING strongly inhibited STING-mediated proton flux in vitro and vesicular de-acidification in cells. C53 also abolished STING-dependent LC3 lipidation and cell death. Thus, the ion channel function of STING activates non-canonical autophagy and cell death through vesicle de-acidification.

Four and a half LIM domain protein 2 (FHL2) is a LIM domain protein expressed in muscle tissue whose deletion is causative of myopathies. Although FHL2 has a confirmed important role in muscle development, its autophagy-related function in muscle differentiation has not been fully determined. To explore the role of FHL2 in autophagy-related muscle regulation, FHL2-silenced and -overexpressing C2C12 mouse cells were examined. Immunofluorescence and co-immunoprecipitation assay findings showed that FHL2 silencing reduced LC3-Ⅱ protein expression and the amount of LC3 that co-immunoprecipitated with FHL2, indicating that FHL2 interacts with LC3-Ⅱ in the formation of autophagosomes. Moreover, the expression of muscle development marker genes such as MyoD1 and MyoG was lower in FHL2-silenced C2C12 cells but not in FHL2-overexpressing C2C12 cells. Electron microscopy analysis revealed large empty autophagosomes in FHL2-silenced myoblasts, while flow cytometry suggested that FHL2 silencing made cells more vulnerable to staurosporine-induced cell death. In conclusion, we propose that FHL2 interacts with LC3-Ⅱ in autophagosome formation to regulate the development of muscle cells.

As DNA methylation is one of the key epigenetic mechanisms involved in embryonic development, elucidating its relationship with non-coding RNA and genes is essential for understanding early development. In this study, we performed single-base-resolution bisulfite sequencing together with RNA-seq to explore the genetic basis of embryonic muscle development in chicken. Comparison of methylome profiles between broilers and laying hens revealed that lower methylation in broilers might contribute to muscle development. Differential methylated region (DMR) analysis between two chicken lines showed that the majority of DMRs were hypo-DMRs for broilers. Differential methylated genes were significantly enriched in muscle development-related terms at E13 and E19. Furthermore, by constructing the network of the lncRNAs, we identified a lncRNA, which we named MYH1-AS, that potentially regulated muscle development. These findings reveal an integrative landscape of late period of embryonic myogenesis in chicken and give rise to a comprehensive understanding of epigenetic and transcriptional regulation, in skeletal muscle development. Our study provides a reliable data resource for further muscle studies.

Sixty years ago, bacterial cell size was found as an exponential function of growth rate. Fifty years ago, a more general relationship was proposed, in which the cell mass was equal to the initiation mass multiplied by the ratio of the total time of the C and D periods to the doubling time. This relationship has recently been experimentally confirmed by perturbing doubling time, C period, D period or the initiation mass. However, the underlying molecular mechanism remains unclear. Here, we developed a mechanistic and kinetic model to describe how the initiator protein DnaA mediates the initiation of DNA replication in E. coli. In the model, we introduced an initiation probability function involving competitive binding of DnaA-ATP (active) and DnaA-ADP (inactive) at replication origin to determine the initiation of replication. In addition, we considered RNAP availability, ppGpp inhibition, DnaA autorepression, DnaA titration by chromosomal sites, hydrolysis of DnaA-ATP along with DNA replication, reactivation of DnaA-ADP and established a kinetic description of these DnaA regulatory processes. We simulated DnaA kinetics and obtained a self-consistent cell size and a regular DnaA oscillation coordinated with the cell cycle at steady state. The relationship between the cell size obtained by the simulation and the growth rate, C period, D period or initiation mass reproduces the results of the experiment. This model also predicts how the number of DnaA and the initiation mass vary with the perturbation parameters (including those reflecting the mutation or interference of DnaA regulatory processes), which is comparable to experimental data. The results suggest that the regulatory mechanisms of DnaA level and activity are associated with the invariance of initiation mass and the cell size general relationship for matching frequencies of replication initiation and cell division. This study may provide clues for concerted control of cell size and cell cycle in synthetic biology.

Abstract The histone H3K27 demethylase UTX participates in regulating multiple cancer types. However, less is known about the UTX function in glioblastoma (GBM). This study aims to define the effect of UTX on GBM. GEPIA2 database analysis showed that UTX expression was significantly increased in GBM and inversely correlated with survival. Knockdown UTX inhibited GBM cell proliferation, migration, and invasion while promoting apoptosis. Moreover, knockdown UTX also hampered tumor growth in the heterotopic xenograft model. RNA-seq combined with qRT-PCR and ChIP-qPCR were used to identify the target genes. The results showed that the UTX-mediated genes were strongly associated with tumor progression and the extracellular environment. Protein-protein interaction analysis suggested that periostin (POSTN) interacted with most of the other UTX-mediated genes. POSTN supplement abolished the effect of UTX knockdown in GBM cells. Furthermore, silencing UTX exhibited similar antitumor effect in patient-derived glioblastoma stem-like cells, while UTX functions were partially restored after exposing POSTN. Our findings may reveal a new insight into the onset of gliomagenesis and progression, providing a promising therapeutic strategy for GBM treatment. Bullet Points UTX correlates with survival in glioblastoma. Silencing UTX decreased the levels of H3K27 methylation in the POSTN gene, thereby suppressing POSTN expression. UTX-mediated POSTN expression is crucial for glioblastoma cell growth and tumorigenesis. UTX expression is increased in GBM and negatively correlated with survival. UTX knockdown influences proliferation and apoptosis in both GBM cells and GSCs. The antitumor effect of UTX knockdown is achieved by suppressing POSTN expression.