Circadian rhythm misalignment due to social jet lag, shift work, early morning starts, and delayed bedtimes is becoming common in our modern society. Disturbances of sleep and the underlying circadian rhythms are related to multiple human diseases, such as obesity, diabetes, cardiovascular disorders, and cognitive impairments. Given the crucial role of microbiota in the same pathologies as are caused by sleep disturbance, how the gut microbiota is affected by sleep is of increasing interest. The results of this study indicate that the acute circadian rhythm disturbance caused by sleep-wake shifts affect the human gut microbiota, especially the functional profiles of gut microbes and interactions among them. Further experiments with a longer-time-scale intervention and larger sample size are needed to assess the effects of chronic circadian rhythm disruption on the gut microbiome and to guide possible microbial therapies for clinical intervention in the related diseases.

Recent population studies have significantly advanced our understanding of how age shapes the gut microbiota. However, the actual role of age could be inevitably confounded due to varying environmental factors in human populations. A well-controlled environment is thus necessary to reduce undesirable cofounding effects, and recapitulate age-dependent taxonomic and functional changes in the healthy primate gut microbiota. Herein we performed 16S rRNA gene sequencing, characterized age-associated gut microbial profiles from infant to elderly crab-eating macaques reared in captivity, and systemically revealed lifelong dynamic changes of primate gut microbiota in the model. While the most significantly age-associated gut microbial taxa were mainly found in commensals such as Faecalibacterium , a set of suspicious pathogens such as Helicobacter were exclusively enriched in infants, pointing to their potential role in host development. Importantly, topology analysis indicated that the connectivity of gut microbial network was even more age-dependent than taxonomic diversity, with its tremendous decline probably linked to the host's healthy aging. NetShift analysis identified Prevotella 9 , Rikenellaceae RC9 gut group and Megasphaera as key drivers during gut microbiota maturation and development, actively involved in age-dependent changes in phenotypes and functions of the gut microbial community. The current study demonstrates lifelong age-dependent changes in healthy primate gut microbiota. Our findings indicate potential importance of appropriate exposure to suspicious pathogens in infant development. The age-associated baseline profiles and driver microbes of primate gut microbiota in the current study could provide new insight into its role in the host's development and healthy aging.

The gut microbiota has been demonstrated to play a significant role in the pathogenesis of Parkinson's disease (PD). However, conflicting findings regarding specific microbial species have been reported, possibly due to confounding factors within human populations. Herein, our current study investigated the interaction between the gut microbiota and host in a non-human primate (NHP) PD model induced by 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) using a multi-omic approach and a self-controlled design. Our transcriptomic sequencing of peripheral blood leukocytes (PBL) identified key genes involved in pro-inflammatory cytokine dysregulation, mitochondrial function regulation, neuroprotection activation, and neurogenesis associated with PD, such as IL1B, ATP1A3, and SLC5A3. The metabolomic profiles in serum and feces consistently exhibited significant alterations, particularly those closely associated with inflammation, mitochondrial dysfunctions and neurodegeneration in PD, such as TUDCA, ethylmalonic acid, and L-homophenylalanine. Furthermore, fecal metagenome analysis revealed gut dysbiosis associated with PD, characterized by a significant decrease in alpha diversity and altered commensals, particularly species such as Streptococcus, Butyrivibrio, and Clostridium. Additionally, significant correlations were observed between PD-associated microbes and metabolites, such as sphingomyelin and phospholipids. Importantly, PDPC significantly reduced in both PD monkey feces and serum, exhibiting strong correlation with PD-associated genes and microbes, such as SLC5A3 and Butyrivibrio species. Moreover, such multi-omic differential biomarkers were linked to the clinical rating scales of PD monkeys. Our findings provided novel insights into understanding the potential role of key metabolites in the host-microbiota interaction involved in PD pathogenesis.

Polycystic ovary syndrome (PCOS) is a prevalent endocrine disorder affecting women of reproductive ages. Our previous study has implicated a possible link between RNA editing and PCOS, yet the actual role of RNA editing, its association with clinical features, and the underlying mechanisms remain unclear.

Abstract Mutations in the retinitis pigmentosa GTPase regulator ( RPGR ) gene, are the major cause of X-linked retinitis pigmentosa (RP). Herein we used whole-exome sequencing to screen possible novel RPGR mutations in RP patients, and identified a novel missense mutation E585K in a patient with early onset but slow disease progression, and a frameshift deletion E998Gfs*78 in a patient with RP sine pigmento and high myopia. Intriguingly, bioinformatic analysis indicated that E585K probably affected RPGR RNA splicing instead of the protein sequence directly. Mini-gene assays in 293T cells revealed that splicing events of the E585K mutant were found to be also exist in wildtype, but with a shifted pattern. In the E585K mini-gene usage of an upstream alternative 5′ splice site (5′ ss) of exon 14 was enhanced, and other splicing events were suppressed, including the canonical 5′ ss of exon 14, skipping of exon 14/15 and retention of intron 14. As a result, RPGR splicing products of the E585K mini-gene were predominated by transcripts containing a 4-bp deletion, with a small fraction of in-frame transcripts containing a retended intron 14, which might explain the slow disease progression in the patient carrying the mutation. RNA-Seq analysis further confirmed existence of these splicing events in endogenous RPGR RNA in human retina, pointing to compromised splicing diversity in the E585K mutant. Our findings thus added to the understanding of genotype-phenotype correlation in RP, and suggested that compromised RPGR splicing diversity might play a role in molecular mechanism of the disease.

Abstract Previous studies have shown that A-to-I RNA editing can occur in various organs and tissues of normal physiological conditions. However, the dynamics of RNA editing and its functional relevance in multiple tissues and organs during the embryo-to-adult transition in mammals remains to be elucidated. Herein, we performed a comprehensive analysis of RNA sequencing and ribosome profiling of six mouse tissues at embryonic and adult stages, to elucidate the tissue- and stage-specific landscape of A-to-I RNA editing. Our result identified transcriptome-wide A-to-I RNA editing in six tissue types. Furthermore, differential expression was concurrently observed in a set of distinct differential RNA editing genes at both mRNA and protein levels across different tissues. Gene function and pathway enrichment analysis indicated that these genes with both differential editing and expression were involved in not only tissue-specific biological functions, but also common fundamental processes of post-transcriptional and post-translational modification. Further analysis showed a dynamic interaction between A-to-I RNA editing and alternative splicing in cell survival, death, signal transduction, and cell-cell interactions during development. Overall, our study demonstrates the potential role played by A-to-I editing during development, providing new insight into the effects of RNA editing within both transcriptional and translational landscape on it.

The F11 receptor (F11R) gene encoding junctional adhesion molecule A has been associated with gastric cancer (GC) and colorectal cancer (CRC), in which its role and regulation remain to be further elucidated. Recently F11R was also identified as a potential target of adenosine-to-inosine (A-to-I) mediated by the adenosine deaminases acting on RNA (ADARs). Herein, using RNA-Seq and experimental validation, our current study revealed an F11R RNA trinucleotide over-edited by ADAR, with its regulation of gene expression and clinical significance in four GC and three CRC cohorts. Our results found an over-edited AAA trinucleotide in an AluSg located in the F11R 3'-untranslated region (3'-UTR), which showed editing levels correlated with elevated ADAR expression across all GC and CRC cohorts in our study. Overexpression and knockdown of ADAR in GC and CRC cells, followed by RNA-Seq and Sanger sequencing, confirmed the ADAR-mediated F11R 3'-UTR trinucleotide editing, which potentially disrupted an RBM45 binding site identified by crosslinking immunoprecipitation sequencing (CLIP-seq) and regulated F11R expression in luciferase reporter assays. Moreover, the F11R trinucleotide editing showed promising predictive performance for diagnosing GC and CRC across GC and CRC cohorts. Our findings thus highlight both the potential biological and clinical significance of an ADAR-edited F11R trinucleotide in GC and CRC, providing new insights into its application as a novel diagnostic biomarker for both cancers.