The migration risk of antibiotic and antibiotic resistance genes (ARGs) have attracted lots of attentions due to their potential threaten to public health. Strategies to reduce their vertical mobilization risk are urgently required for groundwater safety and human health. Biochar enjoys numerous interests due to its excellent sorption affinity. However, little was known about the efficacy of biochar amendment in impeding the vertical mobilization of antibiotic and ARGs. To fill this gap, a column study was carried out to investigate biochar-induced variations in the leaching behavior of dissolved organic matter (DOM), sulfamethazine (SMZ) and ARGs. Results showed that biochar addition enhanced DOM export from soil, changed its composition and impeded the vertical transport of SMZ. Biochar amendment could effectively decrease the occurrence of extracellular and intracellular sul2 in soil and impede its vertical transportation, however, it did not work out with sul1 gene. Structural equation modeling analysis demonstrated that the abundance of sul2 was significantly controlled by SMZ concentration, while the primary drivers of sul1 were SMZ concentration and DOM content. These results indicated the failure in inhibiting the vertical transfer of sul1 under biochar amendment and highlighted the important role of DOM in the leaching of soil ARGs.

Abstract The calcium-permeable transient receptor potential melastatin 2 (TRPM2) channel plays a key role in redox sensation in many cell types 1–3 . Channel activation requires binding of both ADP-ribose (ADPR) 2,4–6 and Ca 2+ 7 . The recently published TRPM2 structures from Danio rerio in the ligand-free and in the ADPR/Ca 2+ -bound conditions represent the channel in closed and open states, which uncover substantial tertiary and quaternary conformational rearrangements 8 . However, it is unclear how these rearrangements occur within the tetrameric channel during channel gating. Here we report two cryo-electron microscopy structures of TRPM2 from the same species in complex with Ca 2+ alone, and with both ADPR and Ca 2+ , determined to an overall resolution of ~3.8 Å and ~4.2 Å respectively. In comparison with the published results, our studies capture TRPM2 in two-fold symmetric intermediate states, offering a glimpse of the structural transitions within the tetramer that bridge the closed and open conformations.

Dynein cytoplasmic 1 light intermediate chain 1 (LIC1, DYNC1LI1) is a core subunit of the dynein motor complex. The LIC1 subunit also interacts with various cargo adaptors to regulate Rab-mediated endosomal recycling and lysosomal degradation. Defects in this gene are predicted to alter dynein motor function, Rab binding capabilities, and cytoplasmic cargo trafficking. Here, we have identified a dync1li1 zebrafish mutant, harboring a premature stop codon at the exon 12/13 splice acceptor site, that displays increased angiogenesis. In vitro, LIC1-deficient human endothelial cells display increases in cell surface levels of the pro-angiogenic receptor VEGFR2, SRC phosphorylation, and Rab11-mediated endosomal recycling. In vivo, endothelial-specific expression of constitutively active Rab11a leads to excessive angiogenesis, similar to the dync1li1 mutants. Increased angiogenesis is also evident in zebrafish harboring mutations in rilpl1/2, the adaptor proteins that promote Rab docking to Lic1 to mediate lysosomal targeting. These findings suggest that LIC1 and the Rab-adaptor proteins RILPL1 and 2 restrict angiogenesis by promoting degradation of VEGFR2-containing recycling endosomes. Disruption of LIC1- and RILPL1/2-mediated lysosomal targeting increases Rab11-mediated recycling endosome activity, promoting excessive SRC signaling and angiogenesis.

Abstract CK2 is considered a constitutively active protein kinase promoting/supporting several neoplastic properties and inducing a so-called non-oncogene addiction in tumor cells. Compared to the extensive body of pre-clinical research, the translational and clinical information on CK2 is still limited. The holoenzyme, composed by a tetrameric array of two catalytic (CSNK2A1 and/or CSNK2A1) and two regulatory (CSNK2B) subunits, remains to be clinically validated. Herein, we interrogated available cancer multiomics databases to unravel CK2 deregulated expression in NSCLC. We focused our analysis on individual CK2 subunits assuming subunit-specific tumor supportive roles across cancers and particularly, within two major NSCLC subtypes. Moreover, we performed meta-analysis to uncover associations between CK2 expression and patient survival, as well as further correlations analysis with components of the tumor-microenvironment. The genomic and transcriptomic data analysis was complemented by IHC evaluation of CSNK2A1, CSNK2A2 and CSNK2B subunit expression, and CK2 enzymatic activity thereof. Overall, our data suggests that epigenetic, transcriptional and post-transcriptional regulatory mechanisms rather than mutational/gene amplification events may account for differential CK2 subunits expression/activity in NSCLC. Of note, CSNK2A1 and CSNK2B mRNA up-regulation consistently determine a worse patient prognosis in LUAD and correlated with increased infiltration of MDSCs/CAFs. Importantly, we corroborated that CK2 protein subunits levels and enzymatic activity are significantly exacerbated in LUAD and LUSC, but only CSNK2A1 positively correlated with tumor size and disease stage in the analyzed patient cohort, thus supporting our transcriptomic-based correlation analysis. Finally, we concluded that CSNK2A1 alone and/or the homo-tetramer thereof may be more instrumental to support NSCLC than CSNK2A2; thus, tailored drugs against these molecular CK2 entities may achieve better therapeutic windows at least for advanced lung cancer treatment.

Endothelial cell (EC)-pericyte interactions are known to remodel in response to hemodynamic forces, yet there is a lack of mechanistic understanding of the signaling pathways that underlie these events. Here, we have identified a novel signaling network regulated by blood flow in ECs- the chemokine receptor, CXCR3, and one of its ligands, CXCL11- that delimits EC angiogenic potential and suppresses pericyte recruitment during development through regulation of pdgfb expression in ECs. In vitro modeling of EC-pericyte interactions demonstrates that suppression of EC-specific CXCR3 signaling leads to loss of pericyte association with EC tubes. In vivo, phenotypic defects are particularly noted in the cranial vasculature, where we see a loss of pericyte association with and expansion of the vasculature in zebrafish treated with the Cxcr3 inhibitor AMG487. We also demonstrate using flow modeling platforms that CXCR3-deficient ECs are more elongated, move more slowly, and have impaired EC-EC junctions compared to their control counterparts. Together these data suggest that CXCR3 signaling in ECs drives vascular stabilization events during development.

ABSTRACT Fungal chemodiversity is well known in part due to the production of diverse analogous compounds by a single biosynthetic gene cluster (BGCs). Usually, similar metabolites are produced by closely related fungal species. Here we report a rare case of the production of the cyclodepsipeptide beauveriolides (BVDs) in three insect pathogenic fungi. We found that the more closely-related fungi Beauveria bassiana and B. brongniartii produce structurally distinct analogs of BVDs whereas the rather divergently evolved species B. brongniartii and Cordyceps militaris produce structural analogs in a similar pattern. It was verified that a conserved BGC containing four genes is responsible for BVD biosynthesis in three fungi including a polyketide synthase (PKS) for the production of 3-hydroxy fatty acids (FAs) with chain length variations. In contrast to BVD production patterns, phylogenetic analysis of the BGC enzymes or enzyme domains largely resulted in the congruence relationship with fungal speciation. Feeding assays demonstrated that a FA with a chain length of eight carbon atoms was preferentially utilized whereas a FA with a chain longer than 10 carbon atoms could not be used as a substrate for BVD biosynthesis. We also found that addition of D- type amino acids could not enable B. bassiana to produce those analogs biosynthesized by other two fungi. Insect survival assays suggested that the contribution of BVD to fungal virulence might be associated with the susceptibility of insect species. The results of this study enrich the knowledge of fungal secondary metabolic diversity. IMPORTANCE Fungal chemotaxonomy is an approach to classify fungi based on fungal production of natural compounds especially the secondary metabolites. We found an atypical example that could question chemical classification of fungi in this study: the more closely-related entomopathogenic species Beauveria bassiana and B. brongniartii produce structurally different analogs of the cyclodepsipeptide beauveriolides whereas the rather divergent species B. brongniartii and Cordyceps militaris biosynthesize similar analogs under the same growth condition. The conserved BGC containing four genes is present in each species and responsible for beauveriolide production. In contrast to the compound formation profiles, the phylogenies of biosynthetic enzymes or enzymatic domains show associations with fungal speciation relationship. Dependent on insect species, production of beauveriolides may contribute to fungal virulence against insect. The findings in this study augment the diversity of fungal secondary metabolisms.