ABSTRACT ACTIN DEPOLYMERIZING FACTOR (ADF) is a conserved protein that regulates the organization and dynamics of actin microfilaments. Eleven ADFs in the Arabidopsis thaliana genome are grouped into four subclasses, and subclass I ADFs, ADF1–4, are all expressed throughout the plant. Previously, we showed that subclass I ADFs function in the regulation of the response against powdery mildew fungus as well as in the regulation of cell size and endoreplication. Here, we report a new role of subclass I ADFs in the regulation of nuclear organization and gene expression. Through a microscopic observation of epidermal cells in mature leaves, we found that the size of chromocenters in both adf4 and transgenic lines where expression of subclass I ADF s are downregulated ( ADF1-4Ri ) was reduced compared with that of wild-type Col-0. A. thaliana possesses eight ACTIN genes, among which ACT2 , -7 , and -8 are expressed in vegetative organs. The chromocenter size in act7 , but not in the act2/8 double mutant, was enlarged compared with that in Col-0. Microarray analysis revealed that 1,818 genes were differentially expressed in adf4 and ADF1-4Ri . In particular, expression of 22 nucleotide-binding leucine-rich repeat ( NLR ) genes, which are involved in effector-triggered plant immunity, was reduced in adf4 and ADF1-4Ri . qRT-PCR confirmed the altered expressions shown with microarray analysis. Overall, these results suggest that ADF regulates various aspects of plant physiology through its role in regulation of nuclear organization and gene expression. The mechanism how ADF and ACTIN regulate nuclear organization and gene expression is discussed.

ABSTRACT ACTIN DEPOLYMERIZING FACTORs (ADFs) regulate the organization and dynamics of actin microfilaments (AFs) by cleavage and depolymerization of AFs. The Arabidopsis thaliana genome encodes 11 ADF genes grouped into four subclasses. Subclass I ADF s, ADF1 , -2 , -3 , and -4 , are expressed in all vegetative tissues and are reportedly involved in the regulation of plant growth, and biotic and abiotic stress responses. Furthermore, the nuclear localization of ADF4 is seemingly important in disease responses. Here, we present data that indicate a previously unknown regulatory role of subclass I ADFs in leaf senescence. ADF4 knockout mutants ( adf4 ) and transgenic lines in which the expression of all members of subclass I ADF s was downregulated ( ADF1-4Ri ) showed acceleration of both dark-induced and age-dependent leaf senescence. Among the eight ACTIN genes encoded in A. thaliana , ACT2 , -7 , and -8 are expressed in vegetative tissues. In contrast to adf4 and ADF1-4Ri , neither ACT2 and ACT8 double mutant ( act2/8 ), nor ACT7 knockout mutant ( act7 ), showed accelerated leaf senescence. Upregulation of the expression of senescence-associated genes occurred earlier in adf4 and ADF1-4Ri lines than in wild type. Examination of the expression of subclass I ADF s genes during senescence revealed a reduced expression of ADF4 but not of other subclass I members. Additionally, we showed that nuclear localization of ADF4 was important for regulating leaf senescence. Altogether, our data indicate that subclass I ADFs, particularly ADF4, play an important role in the regulation of leaf senescence.

Abstract Gene editing in human induced pluripotent stem (iPS) cells with programmable nucleases facilitates reliable disease models, but methods using double-strand break repair often produce random on-target by-products. Prime editing (PE) combines Cas9 nickase with reverse transcriptase (RT) and a prime editing guide RNA (pegRNA) encoding a repair template to reduce by-products. We implemented a GMP-compatible protocol for transfecting Cas9- or PE-2A-mCherry plasmids to track and fractionate human iPS cells based on PE expression level. We compared the editing outcomes of Cas9- and PE-based methods in a GFP-to-BFP conversion assay, at the HEK3 benchmark locus, and at the APOE Alzheimer’s risk locus, revealing superior precision of PE at high expression levels. Moreover, sorting cells for PE expression level influenced allelic editing outcomes at the target loci. We expect that our findings will aid in the creation of gene-edited human iPS cells with intentional heterozygous and homozygous genotypes. Highlights Delivered large plasmids to human iPS cells under GMP-compliant conditions Developed a flow cytometry-based approach to enrich for PE in human iPS cells Demonstrated few on-target indels in cells regardless of PE expression Sorted iPS cells based on PE expression level to influence mono- or bi-allelic editing

Pluripotent stem cells (PSCs) have increasingly been used to model different aspects of embryogenesis and organ formation. Despite recent advances in the in vitro induction of major mesodermal lineages and mesoderm-derived cell types experimental model systems that can recapitulate more complex biological features of human mesoderm development and patterning are largely missing. Here, we utilized induced pluripotent stem cells (iPSCs) for the stepwise in vitro induction of presomitic mesoderm (PSM) and its derivatives to model distinct aspects of human somitogenesis. We focused initially on modeling the human segmentation clock, a major biological concept believed to underlie the rhythmic and controlled emergence of somites, which give rise to the segmental pattern of the vertebrate axial skeleton. We succeeded to observe oscillatory expression of core segmentation clock genes, including HES7 and DKK1, and identified novel oscillatory genes in human iPSC-derived PSM. We furthermore determined the period of the human segmentation clock to be around five hours and showed the presence of dynamic traveling wave-like gene expression within in vitro induced human PSM. Utilizing CRISPR/Cas9-based genome editing technology, we then targeted genes, for which mutations in patients with abnormal axial skeletal development such as spondylocostal dysostosis (SCD) (HES7, LFNG and DLL3) or spondylothoracic dysostosis (STD) (MESP2) have been reported. Subsequent analysis of patient-like iPSC knock-out lines as well as patient-derived iPSCs together with their genetically corrected isogenic controls revealed gene-specific alterations in oscillation, synchronization or differentiation properties, validating the overall utility of our model system, to recapitulate not only key features of human somitogenesis but also to provide novel insights into diseases associated with the formation and patterning of the human axial skeleton.

Historical institutionalists have long argued that major events can shape long-term economic perceptions, but the identification of birth-cohort differences has been stymied by methodological difficulties, notably the APC problem. Taking advantage of unique Japanese data and tailored Bayesian modeling, we identify cohort effects in economic perceptions and show that they follow objective macroeconomic trends countercyclically. Cohorts whose formative ages (16–20) overlap with high GDP growth have more pessimistic views about the current and future economy, even in later years. We argue that a strong economy during one's youth raises baseline expectations and makes later, weaker growth appear disappointing. We further find partisan differences in cohort effects, particularly on prospective economic expectations, with greater pessimism among independents and supporters of opposition parties.

The rapid aging of the population has become increasingly challenging for public healthcare systems. To ensure sustainability, governments must persuade their citizens to accept a larger burden, which is a difficult task. This study explored whether informing individuals of self-benefits from the healthcare system could be a solution. We first constructed a two-period overlapping generations model and hypothesized that doing so could facilitate political support for larger healthcare insurance contributions; however, this effect is reduced when people are concerned about fiscal sustainability due to a declining fertility rate. To test these hypotheses, we conducted an online survey experiment in Japan, in which the treatment group was informed of the benefits from the public healthcare system. We found that the treatment had no effect on average but augmented support for a larger burden among respondents who were unaware of fiscal unsustainability. Furthermore, this positive effect on optimistic respondents reduced once they were informed of the fiscal risks. Moreover, we analyzed the heterogeneity of the treatment effects depending on time and risk preferences.

Abstract Pronuclear microinjection is the most popular method for producing transgenic (Tg) animals. Because the production efficiency is typically less than 20%, phenotypic characterization of Tg animals is generally performed on the next generation (F 1 ) onwards. However, apart from in rodents, in many animal species with long generation times, it is desirable to perform phenotyping in the founder (F0) generation. In this study, we attempted to optimize a method of Tg mouse production to achieve higher Tg production efficiency using piggyBac transposon systems and established optimal conditions under which almost all individuals in the F0 generation were Tg. We also succeeded in generating bacterial artificial chromosome Tg mice with efficiency of approximately 70%. By combining this method with genome editing technology, we established a new strategy to perform phenotyping of mice with tissue-specific knockout using the F0 generation. Taking the obtained findings together, by using this method, experimental research using Tg animals can be carried out more efficiently.