The ability to slow or reverse biological ageing would have major implications for mitigating disease risk and maintaining vitality1. Although an increasing number of interventions show promise for rejuvenation2, their effectiveness on disparate cell types across the body and the molecular pathways susceptible to rejuvenation remain largely unexplored. Here we performed single-cell RNA sequencing on 20 organs to reveal cell-type-specific responses to young and aged blood in heterochronic parabiosis. Adipose mesenchymal stromal cells, haematopoietic stem cells and hepatocytes are among those cell types that are especially responsive. On the pathway level, young blood invokes new gene sets in addition to reversing established ageing patterns, with the global rescue of genes encoding electron transport chain subunits pinpointing a prominent role of mitochondrial function in parabiosis-mediated rejuvenation. We observed an almost universal loss of gene expression with age that is largely mimicked by parabiosis: aged blood reduces global gene expression, and young blood restores it in select cell types. Together, these data lay the groundwork for a systemic understanding of the interplay between blood-borne factors and cellular integrity.

The Tabula Muris Consortium We have created a compendium of single cell transcriptome data from the model organism Mus musculus comprising more than 100,000 cells from 20 organs and tissues. These data represent a new resource for cell biology, revealing gene expression in poorly characterized cell populations and allowing for direct and controlled comparison of gene expression in cell types shared between tissues, such as T-lymphocytes and endothelial cells from distinct anatomical locations. Two distinct technical approaches were used for most tissues: one approach, microfluidic droplet-based 3’-end counting, enabled the survey of thousands of cells at relatively low coverage, while the other, FACS-based full length transcript analysis, enabled characterization of cell types with high sensitivity and coverage. The cumulative data provide the foundation for an atlas of transcriptomic cell biology.

RNA methylation plays a central regulatory role in plant biology and is a relatively new target for plant improvement efforts. In nearly all cases, perturbation of the RNA methylation machinery results in deleterious phenotypes. However, a recent landmark paper reported that transcriptome-wide use of the human RNA demethylase FTO substantially increased the yield of rice and potatoes. Here, we have performed the first independent replication of those results and broader transferability of the trait, demonstrating increased flower and fruit count in the model species Arabidopsis thaliana. We also performed RNA-seq of our FTO-transgenic plants, which we analyzed in conjunction with previously-published datasets to detect several previously-recognized patterns in the functional and structural classification of the upregulated and downregulated genes. From these, we present mechanistic hypotheses to explain these surprising results with the goal of spurring more widespread interest in this promising new approach to plant engineering.

Members of Agrobacterium are costly plant pathogens while also essential tools for plant transformation. Though Agrobacterium-mediated transformation (AMT) has been heavily studied, its polygenic nature and its complex transcriptional regulation make identifying the genetic basis of transformational efficiency difficult through traditional genetic and bioinformatic approaches. Here we use a bottom-up synthetic approach to systematically refactor the tumor-inducing plasmid, wherein the majority of AMT machine components are encoded, into a minimal set of genes capable of plant and fungal transformation that is both controllable and orthogonal to its environment. We demonstrate that engineered vectors can be transferred to new heterologous bacteria, enabling them to transform plants. Our reductionist approach demonstrates how bottom-up engineering can be used to dissect and elucidate the genetic underpinnings of complex biological traits, and may lead to the development of strains of bacteria more capable of transforming recalcitrant plant species of societal importance.

Abstract Borgs are huge, linear extrachromosomal elements associated with anaerobic methane-oxidizing archaea. Striking features of Borg genomes are pervasive tandem direct repeat (TR) regions. Here, we present six new Borg genomes and investigate the characteristics of tandem repeats in all ten complete Borg genomes. We find that TR regions are rapidly evolving, recently formed, arise independently and are virtually absent in host Methanoperedens genomes. Flanking partial repeats and A-enriched character constrain the TR formation mechanism. TRs can be in intergenic regions, where they might serve as regulatory RNAs, or in open reading frames (ORFs). TRs in ORFs are under very strong selective pressure, leading to perfect amino acid TRs (aaTRs) that are commonly intrinsically disordered regions. Proteins with aaTRs are often extracellular or membrane proteins, and functionally similar or homologous proteins often have aaTRs composed of the same amino acids. We propose that Borg aaTR-proteins functionally diversify Methanoperedens and all TRs are crucial for specific Borg-host associations and possibly co-speciation.

Abstract The pGinger suite of expression plasmids comprises 43 plasmids that will enable precise constitutive and inducible gene expression in a wide range of gram-negative bacterial species. Constitutive vectors are composed of 16 synthetic constitutive promoters upstream of RFP, with a broad host range BBR1 origin and a kanamycin resistance marker. The family also has seven inducible systems (Jungle Express, Psal/NahR, Pm/XylS, Prha/RhaS, LacO1/LacI, LacUV5/LacI, and Ptet/TetR) controlling RFP expression on BBR1/kanamycin plasmid backbones. For four of these inducible systems (Jungle Express, Psal/NahR, LacO1/LacI, and Ptet/TetR), we created variants that utilize the RK2 origin and spectinomycin or gentamicin selection. Relevant RFP expression and growth data have been collected in the model bacterium Escherichia coli as well as Pseudomonas putida . All pGinger vectors are available via the Joint BioEnergy Institute (JBEI) Public Registry.