Abstract In the present research, we aimed to screen for non‐small cell lung cancer (NSCLC)‐related proteins in urinary exosomes by comparing urinary exosomes proteome of normal controls and NSCLC patients. Urinary exosomes were isolated by ultracentrifugation and identified by electron microscopy. Exosomal proteins were separated by 1‐D SDS‐PAGE and the differentially expressed bands between healthy controls and NSCLC patients ranging in size from 35 to 45 kD were cut from the gel. After tryptic digestion, 18 proteins were identified by nano‐HPLC‐chip‐MS/MS. The differential expression of leucine‐rich α‐2‐glycoprotein (LRG1) was further validated in urinary exosomes by Western blot and in lung tissue by immunohistochemistry. The LRG1 was found to be expressed at higher levels in urinary exosomes and lung tissue of NSCLC patients. These results suggested that LRG1 may be a candidate biomarker for non‐invasive diagnosis of NSCLC in urine.

Abstract Small proteins specifically refer to proteins consisting of less than 100 amino acids translated from small open reading frames (sORFs), which were usually missed in previous genome annotation. The significance of small proteins has been revealed in current years, along with the discovery of their diverse functions. However, systematic annotation of small proteins is still insufficient. SmProt was specially developed to provide valuable information on small proteins for scientific community. Here we present the update of SmProt, which emphasizes reliability of translated sORFs, genetic variants in translated sORFs, disease-specific sORFs translation events or sequences, and significantly increased data volume. More components such as non-AUG translation initiation, function, and new sources are also included. SmProt incorporated 638,958 unique small proteins curated from 3,165,229 primary records, which were computationally predicted from 419 ribosome profiling (Ribo-seq) datasets and collected from the literature and other sources originating from 370 cell lines or tissues in 8 species ( Homo sapiens , Mus musculus , Rattus norvegicus , Drosophila melanogaster , Danio rerio , Saccharomyces cerevisiae , Caenorhabditis elegans , and Escherichia coli ). In addition, small protein families identified from human microbiomes were collected. All datasets in SmProt are free to access, and available for browse, search, and bulk downloads at http://bigdata.ibp.ac.cn/SmProt/ .

Trichromatic color vision in humans constitutes a pivotal evolutionary adaptation, endowing individuals with the capacity to discern and discriminate a diverse spectrum of colors. This unique visual capability confers a selective advantage crucial for successful adaptation, survival, and reproductive success in the natural environment. Color vision in humans is facilitated by the red, green, and blue cone visual pigments within cone photoreceptor cells. These pigments consist of a G-protein-coupled receptor opsin apoprotein and a chromophore covalently linked to opsins. Despite the elucidated structure of rhodopsin, the structures of cone visual pigments have yet to be determined. Here, we present the cryo-EM structures of three human cone visual pigments in complex with G proteins. Our structural analysis reveals detailed interactions between cone opsins, all-trans-retinal, and G proteins, indicating their active state. We also provide a concise summary and analysis of mutations in human cone opsins, elucidating potential relationships between residue substitutions and spectral tuning. Notably, S1162.67Y, A2335.52S, Y2776.44F were found to induce a blue shift in the absorption spectrum of the red-pigment, while the substitutions W2816.48Y and K3127.43A resulted in the absence of the absorption spectrum. The structural elucidation of human cone visual pigments significantly contributes to our understanding of how distinct types of cone cells perceive light across varying wavelengths. Furthermore, it provides a deeper insight into the functioning of the human trichromatic vision system, probing the mechanisms enabling humans to perceive a broad spectrum of colors.

Abstract Present in all bacteria, lipoproteins are central in bacterial growth and antibiotic resistance. These proteins use lipid acyl chains attached to the N-terminal cysteine residue to anchor on the outer surface of cytoplasmic membrane. In Gram-negative bacteria, many lipoproteins are transported to the outer membrane (OM), a process dependent on the ATP-binding cassette (ABC) transporter LolCDE which extracts the OM-targeted lipoproteins from the cytoplasmic membrane for subsequent trafficking across the periplasm. Lipid-anchored proteins pose a unique challenge for transport machinery as they have both hydrophobic lipid moieties and soluble protein component, and the underlying mechanism is poorly understood. Here we determined the cryo-EM structures of nanodisc-embedded LolCDE in the nucleotide-free and nucleotide-bound states at 3.8-Å and 3.5-Å resolution, respectively. The structural analyses, together with biochemical and mutagenesis studies, uncover how LolCDE specifically recognizes its substrate by establishing multiple interactions with the lipid and N-terminal peptide moieties of the lipoprotein, and identify the amide-linked acyl chain as the key element for LolCDE interaction. Upon nucleotide binding, the transmembrane helices and the periplasmic domains of LolCDE undergo large-scale, asymmetric movements, resulting in extrusion of the captured lipoprotein. Comparison of LolCDE and MacB reveals the conserved mechanism of type VII ABC transporters and emphasizes the unique properties of LolCDE as a molecule extruder of triacylated lipoproteins.

Abstract Mobile element insertions (MEIs) are a major class of structural variants (SVs) and have been linked to many human genetic disorders, including hemophilia, neurofibromatosis, and various cancers. However, human MEI resources from large-scale genome sequencing are still lacking compared to those for SNPs and SVs. Here, we report a comprehensive map of 36,699 non-reference MEIs constructed from 5,675 genomes, comprising 2,998 Chinese samples (∼26.2X, NyuWa) and 2,677 samples from the 1000 Genomes Project (∼7.4X, 1KGP). We discovered that LINE-1 insertions were highly enriched at centromere regions, implying the role of chromosome context in retroelement insertion. After functional annotation, we estimated that MEIs are responsible for about 9.3% of all protein-truncating events per genome. Finally, we built a companion database named HMEID for public use. This resource represents the latest and largest genomewide study on MEIs and will have broad utility for exploration of human MEI findings.

ABSTRACT High temperature in summer is an unfavorable factor for passion fruit (Passiflora edulis), which can lead to restricted growth, short flowering period, few flower buds, low fruit setting rate, severe fruit drop, and more deformed fruit. To explore the molecular physiology mechanism of passion fruit responding to high-temperature stress, we use ‘Zhuangxiang Mibao’, a hybrid passion fruit cultivar, as the test material. Several physiological indicators were measured and compared between high-temperature (average temperature 38°C) and nonmoral temperature (average temperature 25°C) conditions, including photosynthesis, chlorophyll fluorescence parameters, POD, SOD activity and malondialdehyde content. We performed RNA-seq analysis combined with biochemistry experiment to investigate the gene and molecular pathways that respond to high-temperature stress. The results showed that some physiological indicators in the high-temperature group, including the net photosynthetic rate, stomatal conductance, intercellular CO 2 concentration, transpiration rate, and the maximum chemical quantum yield of PS∥, were significantly lower than those of the control group. Malondialdehyde content was substantially higher than the control group, while superoxide dismutase and superoxide dismutase activities decreased to different degrees. Transcriptome sequencing analysis showed that 140 genes were up-regulated and 75 genes were down-regulated under high-temperature stress. GO and KEGG annotation analysis of differentially expressed genes revealed many metabolic pathways related to high-temperature stress. Further investigation revealed that 30 genes might be related to high-temperature stress, such as CAO, GSH, WRKY , and HSP , which have also been reported in other species. The results of real-time fluorescence quantitative PCR and RNA-seq of randomly selected ten genes are consistent, which suggests that the transcriptome sequencing results were reliable. Our study provides a theoretical basis for the mechanism of passion fruit response to high-temperature stress. Also, it gives a theoretical basis for the subsequent breeding of new heat-resistant passion fruit varieties.

The fuel metabolism in mitochondrial and support proliferation of lymphatic endothelial cells (LECs) remain elusive during lymphangiogenesis in tumor hypoxic microenvironment. Recent studies report that loss of SEMA3F critically contributes to lymphangiogenesis of the CRCs. Here, we silenced SEMA3F expression of CRCs and co-culture with hLECs, the tubulogenesis capacity and hLECs migration were escalated in the hypoxia, the hLECs mainly relied on fatty acid metabolism not aerobic glycolysis during lymphangiogenesis. SEMA3F-deficient CRCs up-regulated PMAKP expression and phosphorylation of hLECs, and activated its peroxisome proliferator-activated receptor (PPARs) and Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1 alpha (PGC-1a) facilitated their switched toward fatty acids (FA) catabolism. Furthermore, we observed that activation of the PGCI-PPAR lipid oxidation signaling pathway in hLECs was caused by the secretion of interleukin-6 by tumor cells. Taken together, this study indicates that CRCs with SEMA3F expression depletion significantly promotes lymphangiogenesis in hypoxia and faciliates the secretion of IL-6 in tumor cell, and activates mitochondria fatty acids oxidation (FAO) reaction in the hLECs by PGCI-PPAR signaling pathways to support its growth.

In order to evaluate the inhibitory effects of drug on the growth of babesia parasite, relative quantification real-time PCR method was developed in this study. The 18S rRNA gene was used as target gene for the 2−ΔΔCt method analysis. Meanwhile, Chicken RNA was added into the parasitized blood for total RNA extraction. The β-actin gene of chicken was selected as internal control gene for the 2−ΔΔCt method analysis. Parasitized blood 100 μL, 50 μL, 25μL, 12.5 μL, 6.25 μL was prepared for B. gibsoni relative quantification. Regression analysis results revealed that significant linear relationships between the relative quantification value and parasitemia. The 18S rRNA gene expression was significantly decreased after the treatment of Diminazene aceturate and Artesunate in vitro drug sensitivity test. It suggested that this relative quantification real-time PCR method can be used in evaluating the effects of inhibitory of drug.

Summary: Designing specific primers for multiple sites across the whole genome is still challenging, especially in species with complex genomes. Here we present PrimerServer, a high-throughput primer design and specificity-checking platform with both web and command-line interfaces. This platform efficiently integrates site selection, primer design, specificity checking and data presentation. In our case study, PrimerServer achieved high accuracy and a fast running speed for a large number of sites, suggesting its potential for molecular biology applications such as molecular breeding or medical testing. Availability and Implementation: Source code for PrimerServer is available at https://github.com/billzt/PrimerServer. A demo server is freely accessible at https://primerserver.org, with all major browsers supported.

Abstract Integrative analysis was performed in the Chinese Glioma Genome Atlas and The Cancer Genome Atlas to describe the pyroptosis-associated molecular classification and prognostic signature in glioma. Pyroptosis-related genes were used for consensus clustering and to develop a prognostic signature. The immune statuses, molecular alterations and clinical features of differentially expressed genes were analyzed among different subclasses and risk groups. A lncRNA-miRNA-mRNA network was built, and drug sensitivity analysis was used to identify small molecular drugs for the identified genes. Glioma can be divided into two subclasses using 30 pyroptosis-related genes. Cluster 1 displayed high immune signatures and poor prognosis as well as high immune-related function scores. A prognostic signature based on 15 pyroptosis-related genes of the CGGA cohort can predict the overall survival of glioma and was well validated in the TCGA cohort. Cluster 1 had higher risk scores. The high-risk group had high immune cell and function scores and low DNA methylation of pyroptosis-related genes. The differences in pyroptosis-related gene mutations and somatic copy numbers were significant between the high-risk and low-risk groups. The ceRNA regulatory network uncovered the regulatory patterns of different risk groups in glioma. Nine pairs of target genes and drugs were identified. In vitro, CASP8 promotes the progression of glioma cells. Pyroptosis-related genes can reflect the molecular biological and clinical features of glioma subclasses. The established prognostic signature can predict prognosis and distinguish molecular alterations in glioma patients. Our comprehensive analyses provide valuable guidelines for improving glioma patient management and individualized therapy.