Senescence is a cellular phenotype present in health and disease, characterized by a stable cell-cycle arrest and an inflammatory response called senescence-associated secretory phenotype (SASP). The SASP is important in influencing the behavior of neighboring cells and altering the microenvironment; yet, this role has been mainly attributed to soluble factors. Here, we show that both the soluble factors and small extracellular vesicles (sEVs) are capable of transmitting paracrine senescence to nearby cells. Analysis of individual cells internalizing sEVs, using a Cre-reporter system, show a positive correlation between sEV uptake and senescence activation. We find an increase in the number of multivesicular bodies during senescence in vivo. sEV protein characterization by mass spectrometry (MS) followed by a functional siRNA screen identify interferon-induced transmembrane protein 3 (IFITM3) as being partially responsible for transmitting senescence to normal cells. We find that sEVs contribute to paracrine senescence.

Abstract With more than 240 million people infected, hepatitis B virus (HBV) is a major health concern. The inability to mimic the complexity of the liver using cell lines and regular primary human hepatocyte (PHH) cultures pose significant limitations for studying host/pathogen interactions. Here, we describe a 3D microfluidic PHH system permissive to HBV infection, which can be maintained for at least 40 days. This system enables the recapitulation of all steps of the HBV life cycle, including the replication of patient-derived HBV and the maintenance of HBV cccDNA. We show that innate immune and cytokine responses following infection with HBV mimic those observed in HBV-infected patients, thus allowing the dissection of pathways important for immune evasion and validation of biomarkers. Additionally, we demonstrate that the co-culture of PHH with other non-parenchymal cells enables the identification of the cellular origin of immune effectors, thus providing a valuable preclinical platform for HBV research.

Abstract Excitatory synapses are typically described as single synaptic boutons (SSBs), where one presynaptic bouton contacts a single postsynaptic spine. Using serial section block face scanning electron microscopy, we found that this textbook definition of the synapse does not fully apply to the CA1 region of the hippocampus. Roughly half of all excitatory synapses in the stratum oriens involved multi-synaptic boutons (MSBs), where a single presynaptic bouton containing multiple active zones contacted many postsynaptic spines (from 2 to 7) on the basal dendrites of different cells. The fraction of MSBs increased during development (from P21 to P100) and decreased with distance from the soma. Curiously, synaptic properties such as active zone (AZ) or postsynaptic density (PSD) size exhibited less within-MSB variation when compared to neighbouring SSBs, features that were confirmed by super-resolution light microscopy. Computer simulations suggest that these properties favour synchronous activity in CA1 networks.

Abstract The motive forces underlying convergence and internalisation of the teleost neural plate remain unknown. To help understand this crucial morphogenetic movement we have analysed collective and individual cell behaviours at the superficial surface of the neural plate. Convergence to the midline does not rely on mediolateral cell intercalation, it is characterised by oscillatory contractile behaviours, a punctate distribution of Cdh2 and medially polarised actin-rich protrusions at the surface of the neural plate. Additionally, we characterise and discuss the intimate relationship and dynamic cell surfaces between the motile neural plate and the stationary overlying non-neural enveloping layer.

The twin arginine translocation (Tat) system is an integral membrane protein complex that accomplishes the remarkable feat of transporting large, fully-folded polypeptides across the inner membrane of bacteria, into the periplasm. In Escherichia coli Tat is comprised of three membrane proteins: TatA, TatB and TatC. How these proteins arrange themselves in the inner membrane to permit passage of Tat substrates, whilst maintaining membrane integrity, is still poorly understood. TatA is the most abundant component of this complex and facilitates assembly of the transport mechanism. We have utilised immunogold labelling in combination with array tomography to gain insight into the localisation and distribution of the TatA protein in E. coli cells. We show that TatA exhibits a uniform distribution throughout the inner membrane of E. coli and that altering the expression of TatBC shows a previously uncharacterised distribution of TatA in the inner membrane. Array tomography was used to provide our first insight into this altered distribution of TatA in 3D space, revealing that this protein forms linear clusters in the inner membrane of E. coli upon increased expression of TatBC. This is the first indication that TatA organisation in the inner membrane alters in response to changes in Tat subunit stoichiometry.

Scanning electron microscopy (SEM) of frozen-hydrated biological samples allows imaging of subcellular structures at the mesoscale in their native state. Combined with focused ion beam milling (FIB), serial FIB/SEM can be used to build a 3-dimensional picture of cells and tissues. The correlation of specific regions of interest with cryo-electron microscopy (cryoEM) can additionally enable subsequent high-resolution analysis. However, the adoption of serial FIB/SEM imaging-based methods is limited due to artefacts arising from insulating areas of cryogenically preserved samples. Here, we demonstrate the use of interleaved scanning to reduce charging artefacts, allowing the observation of biological features that otherwise would be masked or perturbed. We apply our method to samples where inherent features are not visible. These examples include membrane contact sites within mammalian cells, visualisation of the degradation compartment in the algae E.gracilis and observation of a network of membranes within different types of axons in an adult mouse cortex. We further propose an alternative scanning method that could also be widely applicable to imaging any non-conductive.