DAF-16/forkhead transcription factor, the downstream target of the insulin-like signaling in Caenorhabditis elegans , is indispensable for both lifespan regulation and stress resistance. Here, we demonstrate that c-Jun N-terminal kinase (JNK) is a positive regulator of DAF-16 in both processes. Our genetic analysis suggests that the JNK pathway acts in parallel with the insulin-like signaling pathway to regulate lifespan and both pathways converge onto DAF-16. We also show that JNK-1 directly interacts with and phosphorylates DAF-16. Moreover, in response to heat stress, JNK-1 promotes the translocation of DAF-16 into the nucleus. Our findings define an interaction between two well conserved proteins, JNK-1 and DAF-16, and provide a mechanism by which JNK regulates longevity and stress resistance.

Stress perception and signal transduction leading to tolerance involve a complex interplay of different gene products. We describe here the isolation and characterization of an intronless gene (OSISAP1) from rice encoding a zinc-finger protein that is induced after different types of stresses, namely cold, desiccation, salt, submergence, and heavy metals as well as injury. The gene is also induced by stress hormone abscisic acid. Overexpression of the gene in transgenic tobacco conferred tolerance to cold, dehydration, and salt stress at the seed-germination/seedling stage as reflected by the percentage of germination/green seedlings, the fresh weight of seedlings, and their developmental pattern. Thus, OSISAP1 seems to be an important determinant of stress response in plants.

ABSTRACT Sphingolipid and ganglioside metabolic pathways are crucial components of cell signalling, having established roles in tumor cell proliferation, invasion, and migration. However, regulatory mechanisms controlling sphingolipid and ganglioside biosynthesis in mammalian cells is less known. Here, we show that RICTOR, the regulatory subunit of mTORC2, regulates the synthesis of sphingolipids and gangliosides in luminal breast cancer-specific MCF-7 and BT-474 cells through transcriptional and epigenetic mechanisms. RICTOR regulates glucosylceramide levels by modulating the expression of UDP-Glucose Ceramide Glucosyl transferase (UGCG). We identify Zinc Finger protein X-linked (ZFX) as a RICTOR-responsive transcription factor whose recruitment to the UGCG promoter is regulated by DNA methyltransferases and histone demethylase (KDM5A) that are known AKT substrates. We further demonstrate that RICTOR regulates the synthesis of GD3 gangliosides through ZFX and UGCG, and triggers the activation of EGFR signalling pathway, thereby promoting tumor growth. In line with our findings in cell culture and mice models, we observe an elevated expression of RICTOR, ZFX, and UGCG in Indian luminal breast cancer tissues, and in TCGA and METABRIC datasets. Together, we establish a key regulatory circuit, RICTOR-AKT-ZFX-UGCG-Ganglioside-EGFR-AKT, and elucidate its contribution to breast cancer progression.

Summary Brassica carinata (BBCC) commonly referred to as Ethiopian mustard is a natural allotetraploid containing the genomes of Brassica nigra (BB) and Brassica oleracea (CC). It is an oilseed crop endemic to the Northeastern regions of Africa. Although it is grown in a limited manner, B. carinata is of value as it is resistant/highly tolerant to most of the pathogens affecting cultivated Brassica species of the U’s triangle that are grown worldwide as oilseed and vegetable crops. We report a chromosome-scale genome assembly of B. carinata accession HC20 using long-read Oxford Nanopore and Illumina sequencing and BioNano optical maps. The assembly has a scaffold N50 of ~39.8 Mb and covers ~1.11 Gb of the genome. We compared the available long-read genome assemblies of the six species of the U’s triangle and found a highly conserved gene number and collinearity suggesting that B. juncea (AABB), B. napus (AACC), and B. carinata are strict allopolyploids. We cataloged the nucleotide-binding and leucine-rich repeat immune receptor (NLR) repertoire of B. carinata resulting in the identification of 465 NLRs. We investigated the extent and nature of early generation genomic interactions between the subgenomes of B. carinata and B. juncea in interspecific crosses between the two species. We found that C chromosome additions are well tolerated, with homoeologous exchanges occurring between the A and C genomes. Based on the genomic interactions, we propose strategies to utilize the interspecific crosses for transferring disease resistance from B. carinata to B. juncea and other Brassica species.

Abstract The insulin/IGF-I-like signaling (IIS) pathway is a highly conserved signaling cascade that plays a crucial role in regulating longevity across species. Given its significance in aging, identifying novel kinases interacting with the IIS pathway can provide deeper insights into the mechanisms governing longevity. In this study, we performed a targeted RNAi screen of the Caenorhabditis elegans kinome, utilizing dauer formation as a phenotypic readout. We identified several known and novel kinase modulators of the IIS pathway. These hits were enriched with both previously documented as well as undocumented lifespan regulators. Thermotolerance assays revealed mixed trends, with some kinase inhibitions increasing while others decreasing protection. We observed a positive correlation between thermotolerance and lifespan extension, as well as between dauer formation and lifespan extension, with thermotolerance proving to be a better predictor of longevity. Our findings offer a valuable resource for researchers exploring the IIS pathway and highlight novel, unannotated kinases as potential new therapeutic targets for aging interventions.

For the optimal survival of a species, an organism coordinates its reproductive decisions with the nutrient availability of its niche. Thus, nutrient-sensing pathways like insulin-IGF-1 signaling (IIS) play an important role in modulating cell division, oogenesis, and reproductive aging. Lowering of the IIS leads to the activation of the downstream FOXO transcription factor (TF) DAF-16 in Caenorhabditis elegans which promotes oocyte quality and delays reproductive aging. However, less is known about how the IIS axis responds to changes in cell cycle proteins, particularly in the somatic tissues. Here, we show a new aspect of the regulation of the germline by this nutrient-sensing axis. First, we show that the canonical G1-S cyclin, cyclin D/cyd-1, regulates reproductive aging from the uterine tissue of wild-type worms. Then, we show that knocking down cyd-1 in the uterine tissue of an IIS receptor mutant arrests oogenesis at the pachytene stage of meiosis-1 in a FOXO/DAF-16-dependent manner. We find that activated FOXO/DAF-16 destroys the somatic gonad tissues like the sheath cells, and transcriptionally prevents the spermatogenesis-to-oogenesis switch to orchestrate this arrest. Deleting FOXO/DAF-16 releases the arrest and restores the somatic gonad but leads to the production of poor-quality oocytes. Together, our study reveals the unrecognized cell non-autonomous interaction of CYD-1 and FOXO/DAF-16 in reproductive aging and the regulation of oogenesis.

Abstract Germline integrity is critical for progeny fitness. Organisms deploy the DNA damage response (DDR) signalling to protect germline from genotoxic stress, facilitating cell-cycle arrest of germ cells and DNA repair or their apoptosis. Cell-autonomous regulation of germline quality is well-studied; however, how quality is enforced cell non-autonomously on sensing somatic DNA damage is less known. Using Caenorhabditis elegans , we show that DDR disruption, only in the uterus, when insulin-IGF-1 signalling (IIS) is low, arrests germline development and induces sterility in a FOXO/DAF-16 transcription factor (TF)-dependent manner. Without FOXO/DAF-16, germ cells of the IIS mutant escape arrest to produce poor quality oocytes, showing that the TF imposes strict quality control during low IIS. In response to low IIS in neurons, FOXO/DAF-16 works cell autonomously as well as non-autonomously to facilitate the arrest. Activated FOXO/DAF-16 promotes transcription of checkpoint and DDR genes, protecting germline integrity. However, on reducing DDR during low IIS, the TF decreases ERK/MPK-1 signaling below a threshold, and transcriptionally downregulates genes involved in spermatogenesis-to-oogenesis switch as well as cdk-1 /Cyclin B to promote germline arrest. Altogether, our study reveals how cell non-autonomous function of FOXO/DAF-16 promotes germline quality and progeny fitness in response to somatic DNA damage. Significance Statement Reproductive decisions are supervised processes that take into account various inputs like cellular energy availability and status of damage repair in order to ensure healthy progeny. In this study, we show that the absence of optimal DNA damage repair in the somatic uterine tissues prevents oocyte development by the cell-autonomous as well non-autonomous function of activated FOXO transcription factor DAF-16. Thus, this study elucidates a new surveillance role of FOXO/DAF-16 in somatic tissues that ensures progeny fitness.

Abstract Dietary restriction (DR) increases life span and improves health in most model systems tested, including non-human primates. In C. elegans , as in other models, DR leads to reprogramming of metabolism, improvements in mitochondrial health, large changes in gene expression, including increase in expression of cytoprotective genes, better proteostasis etc. Understandably, multiple global transcriptional regulators like transcription factors FOXO/DAF-16, FOXA/PHA-4, HSF1/HSF-1 and NRF2/SKN-1 are important for DR longevity. Considering the wide-ranging effects of p53 on organismal biology, we asked whether the C. elegans ortholog, CEP-1 is required for DR-mediated longevity assurance. We employed the widely-used TJ1 strain of cep-1(gk138) . We show that cep-1(gk138) suppresses the life span extension of two genetic paradigms of DR, but two non-genetic modes of DR remain unaffected in this strain. We find that in cep-1(gk138) , two aspects of DR, increased autophagy and the up-regulation of expression of cytoprotective xenobiotic detoxification program (cXDP) genes are dampened. Importantly, we find that background mutation(s) in the strain may be the actual cause for the phenotypic differences that we observed and cep-1 may not be directly involved in genetic DR-mediated longevity assurance in worms. Identifying these mutation(s) may reveal a novel regulator of longevity required specifically by genetic modes of DR.

Brassica juncea (AABB; genome size ~920 Mb), commonly referred to as mustard, is a natural allopolyploid of two diploid species - B. rapa (AA) and B. nigra (BB). We report a highly contiguous genome assembly of an oleiferous type of B. juncea variety Varuna, an archetypical Indian gene pool line of mustard, with ~100x PacBio single-molecule real-time (SMRT) reads providing contigs with an N50 value of >5Mb. Assembled contigs were corrected and scaffolded with BioNano optical mapping. Three different linkage maps containing a large number of GBS markers were developed and used to anchor scaffolds/contigs to the 18 linkage groups of B. juncea. The resulting chromosome-scale assembly is a significant improvement over the previous draft assembly of B. juncea Tumida, a vegetable type of mustard. The assembled genome was characterized for transposons, centromeric repeats, gene content, and gene block associations. Both A and B genomes contain highly fragmented gene block arrangements. In comparison to the A genome, the B genome contains a significantly higher content of LTR/Gypsy retrotransposons, distinct centromeric repeats and a large number of B. nigra specific gene clusters that break the gene collinearity between the A and the B genomes. The genome assembly reported here will provide a fillip to the breeding work on oleiferous types of mustard that are grown extensively in the dry land areas of South Asia and elsewhere.