Type II DNA topoisomerases (TOP2) regulate DNA topology by generating transient double stranded breaks during replication and transcription. Topoisomerase II beta (TOP2B) facilitates rapid gene expression and functions at the later stages of development and differentiation. To gain new insight into the genome biology of TOP2B, we used proteomics (BioID), chromatin immunoprecipitation, and high-throughput chromosome conformation capture (Hi-C) to identify novel proximal TOP2B protein interactions and characterize the genomic landscape of TOP2B binding at base pair resolution.Our human TOP2B proximal protein interaction network included members of the cohesin complex and nucleolar proteins associated with rDNA biology. TOP2B associates with DNase I hypersensitivity sites, allele-specific transcription factor (TF) binding, and evolutionarily conserved TF binding sites on the mouse genome. Approximately half of all CTCF/cohesion-bound regions coincided with TOP2B binding. Base pair resolution ChIP-exo mapping of TOP2B, CTCF, and cohesin sites revealed a striking structural ordering of these proteins along the genome relative to the CTCF motif. These ordered TOP2B-CTCF-cohesin sites flank the boundaries of topologically associating domains (TADs) with TOP2B positioned externally and cohesin internally to the domain loop.TOP2B is positioned to solve topological problems at diverse cis-regulatory elements and its occupancy is a highly ordered and prevalent feature of CTCF/cohesin binding sites that flank TADs.

Abstract Microviridae is a family of phages with circular ssDNA genomes and they are widely found in various environments and organisms. In this study, Virome techniques were employed to explore potential members of Microviridae in poultry slaughterhouse, leading to the identification of 98 novel and complete microvirus genomes. Using a similarity clustering network classification approach, these viruses were found to belong to at least 6 new subfamilies within Microviridae and 3 higher-level taxonomic units. Analysis of their genomes found that the genome size, GC content and genome structure of these new taxa showed evident regularities, validating the rationality of our classification method. Compared with the 19 families classified by previous researchers for microviruses dataset, our method can divide microviruses into about 45 more detailed clusters, which may serve as a new standard for classifying Microviridae members. Furthermore, addressing the scarcity of host information for microviruses, this study significantly broadened their host range and discovered over 20 possible new hosts, including important pathogenic bacteria such as Helicobacter pylori and Vibrio cholerae, as well as different taxa demonstrated differential host specificity. The findings of this study effectively expand the diversity of the Microviridae, providing new insights for their classification and identification. Additionally, it offers a novel perspective for monitoring and controlling pathogenic microorganisms in poultry slaughterhouse environments.

A comprehensive catalogue of the mutations that drive tumorigenesis and progression is essential to understanding tumor biology and developing therapies. Protein-coding driver mutations have been well-characterized by large exome-sequencing studies, however many tumors have no mutations in protein-coding driver genes. Non-coding mutations are thought to explain many of these cases, however few non-coding drivers besides TERT promoter are known. To fill this gap, we analyzed 150,000 cis-regulatory regions in 1,844 whole cancer genomes from the ICGC-TCGA PCAWG project. Using our new method, ActiveDriverWGS, we found 41 frequently mutated regulatory elements (FMREs) enriched in non-coding SNVs and indels (FDR<0.05) characterized by aging-associated mutation signatures and frequent structural variants. Most FMREs are distal from genes, reported here for the first time and also recovered by additional driver discovery methods. FMREs were enriched in super-enhancers, H3K27ac enhancer marks of primary tumors and long-range chromatin interactions, suggesting that the mutations drive cancer by distally controlling gene expression through three-dimensional genome organization. In support of this hypothesis, the chromatin interaction network of FMREs and target genes revealed associations of mutations and differential gene expression of known and novel cancer genes (e.g., CNNB1IP1, RCC1), activation of immune response pathways and altered enhancer marks. Thus distal genomic regions may include additional, infrequently mutated drivers that act on target genes via chromatin loops. Our study is an important step towards finding such regulatory regions and deciphering the somatic mutation landscape of the non-coding genome.