Abstract Nodule organogenesis is governed primarily by phytohormone cytokinin. We observed the significant nodulation in chickpea at particular cytokinin concentration (2.5×10 −7 ) which indicated the importance of cytokinin in nodule development. Cytokinin signaling is mediated through the T wo C omponent S ystem (TCS) which comprises of sensor histidine kinases (HKs), histidine phosphotransfer proteins (HPs), and response regulators (RRs). Therefore, we analyzed the interconnection of cytokinin with TCS molecules during root nodule development through global analysis of TCS candidates in legumes with special consideration to cytokinin receptor and Type-B RR member. We have conducted an in depth global analysis of TCS family members in chickpea and other legumes, Medicago and pigeon pea. Higher number of TCS genes were found in Medicago (96), followed by pigeonpea (75) and chickpea (67). A good correlation between TCS members with their corresponding total number of genes were observed in all three-legume species. Collinearity analysis of TCS revealed phylogenetically closer proximity of Cicer to Medicago followed by Glycine than Cajanus . Comprehensive analysis of 3-dimensional structure, genomic organisation and domain arrangement showed a conservation of TCS members within species. In depth investigation showed that HKs were mainly conserved among TCS members in legumes and non-legumes while divergence occurred at level of RRs. Further, Type-B RRs were functionally most diversified in RRs based on phylogeny, syntenic and transcript analysis. Few numbers of segmentally duplicated pair of TCS showed difference in their transcriptional regulation suggesting the functional evolution. For functional characterization the cre1 mutants of ( Medicago ) were complemented with chickpea cytokinin responsive HKs and nodulation deficient phenotype of mutants were restored. A synchronous cytokinin-induced expression of chickpea cytokinin receptor HKs and CaNIN provides strong relation of cytokinin signaling during nodulation. Furthermore, interesting potential candidate CaRR13 was selected to deduce the underlying molecular mechanism of nodulation, chickpea in specific and legumes in general.

Abstract Huntingtin protein, mutated in Huntington disease, is implicated in nucleic acid- mediated processes, yet evidence for direct huntingtin-nucleic acid interaction is limited. Here we show wildtype and mutant huntingtin co-purify with nucleic acids, primarily RNA, and interact directly with G-rich RNAs in in vitro assays. Huntingtin RNA immunoprecipitation sequencing from patient-derived fibroblasts and neuronal progenitor cells expressing wildtype and mutant huntingtin revealed NEAT1 as a significantly enriched transcript. Altered NEAT1 levels were evident in Huntington’s disease cells and postmortem brain tissues, and huntingtin knockdown decreased NEAT1 levels. Huntingtin co-localized with NEAT1 in paraspeckles, and we identified a high-affinity RNA motif preferred by huntingtin. This study highlights NEAT1 as a novel huntingtin interactor, demonstrating huntingtin’s involvement in RNA-mediated functions and paraspeckle regulation. One-Sentence Summary HTT is an RNA-binding protein that interacts with G-rich sequences, including those in the paraspeckle lncRNA NEAT1.

Abstract Protein class-focused drug discovery has a long and successful history in pharmaceutical research, yet most members of druggable protein families remain unliganded, often for practical reasons. Here we combined experiment and computation to enable discovery of ligands for WD40 repeat (WDR) proteins, one of the largest human protein families. This resource includes expression clones, purification protocols, and a comprehensive assessment of the druggability for hundreds of WDR proteins. We solved 21 high resolution crystal structures, and have made available a suite of biophysical, biochemical, and cellular assays to facilitate the discovery and characterization of small molecule ligands. To this end, we use the resource in a hit-finding pilot involving DNA-encoded library (DEL) selection followed by machine learning (ML). This led to the discovery of first-in-class, drug-like ligands for 9 of 20 targets. This result demonstrates the broad ligandability of WDRs. This extensive resource of reagents and knowledge will enable further discovery of chemical tools and potential therapeutics for this important class of proteins.

Abstract Expansion of the CAG trinucleotide repeat tract in exon 1 of the Huntingtin ( HTT ) gene above a threshold of ∼36 repeats causes Huntington’s disease (HD) through the expression of a polyglutamine-expanded form of the HTT protein. This mutation triggers wide-ranging cellular and biochemical pathologies leading to cognitive, motor, and psychiatric symptoms in HD patients. As accurate splicing is required to produce the full-length HTT protein of ∼348 kDa, targeting HTT splicing with small molecule drugs is a compelling approach to lower HTT protein levels to treat HD, and splice modulators are being tested in the clinic. Here, we identify PRMT5 as a novel regulator of HTT mRNA splicing and alternative polyadenylation. PRMT5 inhibition disrupts the splicing of HTT introns 9 and 10, leading to activation of multiple proximal intronic polyadenylation sites within these introns and promoting premature termination, cleavage and polyadenylation (PCPA) of the HTT mRNA, thus lowering total HTT protein levels. We also detected increasing levels of these truncated, intron-containing HTT transcripts across a series of neuronal differentiation samples which correlated with lower PRMT5 expression. Notably, PRMT5 inhibition in glioblastoma (GBM) stem cells potently induced neuronal differentiation. We posit that PRMT5-mediated regulation of intronic polyadenylation, premature termination and cleavage of the HTT mRNA modulates HTT expression and plays an important role during embryonic development and neuronal differentiation.

Nitrogen fixation takes place in root nodules which involves bacterial colonization, organogenesis and nitrogen fixation. Investigations related to global analysis of miRNAs mediated regulation of symbiosis in crop plants is limited. To gain a deeper insight into the miRNAs regulating gene cascade during chickpea nodulation an Illumina sequencing of miRNA library from roots subjected to infection with Mesorhizobium ciceri was sequenced. Using stringent criteria of miRNA annotation, a set of 91 miRNAs were identified that comprised of 84 conserved, 7 novel miRNAs with 9 pairs being polycistronic. Further, eighteen legume specific and 13 chickpea specific miRNAs were also obtained that may have specific roles in symbiosis. Interestingly, phylogenetic analysis of the precursor sequences revealed clustering of distinct miRNAs representing a close ancestry. In silico analysis also established 3 different mode of biogenesis of miRNAs. Mapping of miRNA reads to bacterial genomes helped to predict bacterial smallRNAs that may be putatively regulating host genes. Further for identification of in-vivo targets of miRNAs, 4 degradome libraries were sequenced. Analysis revealed 245 target transcripts that were specifically cleaved during nodule stages, with a significant number being transcription factors. qRT-PCR based expression profiling in different chickpea tissues was carried out to validate the antagonistic expression of the miRNA-target pairs. For functional characterization, 4 miRNAs, miR171f, miR172c, miR394 and miR1509, were ectopically expressed in chickpea roots by hairy root transformation that resulted in significant changes in nodule numbers. Results indicated the roles of miR171f, miR394 and miR1509 in regulating novel targets Nodulation receptor kinase, Histidine phosphotransferase and Adenylalte kinase respectively being reported for the first time that may be the key regulators of chickpea nodulation. This study not only provides an overview of the miRNAs and their targets involved in chickpea-rhizobia symbiosis but also provides several leads into novel and nodule specific miRNAs and their targets for further investigation.