Global investigation of the 3′ extremity of mRNA (3′-terminome), despite its importance in gene regulation, has not been feasible due to technical challenges associated with homopolymeric sequences and relative paucity of mRNA. We here develop a method, TAIL-seq, to sequence the very end of mRNA molecules. TAIL-seq allows us to measure poly(A) tail length at the genomic scale. Median poly(A) length is 50–100 nt in HeLa and NIH 3T3 cells. Poly(A) length correlates with mRNA half-life, but not with translational efficiency. Surprisingly, we discover widespread uridylation and guanylation at the downstream of poly(A) tail. The U tails are generally attached to short poly(A) tails (<25 nt), while the G tails are found mainly on longer poly(A) tails (>40 nt), implicating their generic roles in mRNA stability control. TAIL-seq is a potent tool to dissect dynamic control of mRNA turnover and translational control, and to discover unforeseen features of RNA cleavage and tailing.

The intestine is a site of direct encounter with the external environment and must consequently balance barrier defense with nutrient uptake. To investigate how nutrient uptake is regulated in the small intestine, we tested the effect of diets with different macronutrient compositions on epithelial gene expression. We found that enzymes and transporters required for carbohydrate digestion and absorption were regulated by carbohydrate availability. The "on-demand" induction of this machinery required γδ T cells, which regulated this program through the suppression of interleukin-22 production by type 3 innate lymphoid cells. Nutrient availability altered the tissue localization and transcriptome of γδ T cells. Additionally, transcriptional responses to diet involved cellular remodeling of the epithelial compartment. Thus, this work identifies a role for γδ T cells in nutrient sensing.

Metastasis is the leading cause of cancer-related mortality. Paneth cells provide stem cell niche factors in homeostatic conditions, but the underlying mechanisms of cancer stem cell niche development are unclear. Here we report that Dickkopf-2 (DKK2) is essential for the generation of cancer cells with Paneth cell properties during colon cancer metastasis. Splenic injection of

Adiponectin (also known as Acrp30) is a well-known adipokine associated with protection from cardiovascular disease, insulin resistance, and inflammation. Though multiple studies have investigated the mechanism of action of adiponectin and its relationship with tissue ceramide levels, several aspects of adiponectin biology remain unexplained, including its high circulating levels, tendency to oligomerize, and marked structural similarity to the opsonin C1q. Given the connection between adiponectin and ceramide metabolism, and the lipid-binding properties of C1q, we hypothesized that adiponectin may function as a lipid binding protein. Indeed, we found that recombinant adiponectin bound to various anionic phospholipids and sphingolipids, including phosphatidylserine, ceramide-1-phosphate, and sulfatide. The globular head-domain of adiponectin was necessary and sufficient for lipid binding. Adiponectin oligomerization was also observed to be critical for efficient lipid binding. In addition to lipids in liposomes, adiponectin bound LDL in an oligomerization-dependent manner. Other C1qTNF-related protein (CTRP) family members Cbln1, CTRP1, CTRP5, and CTRP13 also bound similar target lipids in liposomes. These findings suggest that adiponectin and other CTRP family members may not only function as classical hormones, but also as lipid binding opsonins or carrier proteins.

Metastasis is the leading cause of cancer-related mortality. Paneth cells provide stem cell niche factors in homeostatic conditions, but the underlying mechanisms of cancer stem cell niche development are unclear. Here, we report that Dickkopf-2 (DKK2) is essential for the generation of cancer cells with Paneth cell properties during colon cancer metastasis. Splenic injection of Dkk2 knockout (KO) cancer organoids into C57BL/6 mice resulted in a significant reduction of liver metastases. Transcriptome analysis showed reduction of Paneth cell markers such as lysozymes in KO organoids. Single-cell RNA sequencing analyses of murine metastasized colon cancer cells and patient samples identified the presence of lysozyme positive cells with Paneth cell properties including enhanced glycolysis. Further analyses of transcriptome and chromatin accessibility suggested hepatocyte nuclear factor 4 alpha (HNF4A) as a downstream target of DKK2. Chromatin immunoprecipitation followed by sequencing analysis revealed that HNF4A binds to the promoter region of Sox9 , a well-known transcription factor for Paneth cell differentiation. In the liver metastatic foci, DKK2 knockout rescued HNF4A protein levels followed by reduction of lysozyme positive cancer cells. Taken together, DKK2-mediated reduction of HNF4A protein promotes the generation of lysozyme positive cancer cells with Paneth cell properties in the metastasized colon cancers.

Forkhead box protein A1 (FOXA1), a pioneering transcriptional factor known for its critical roles in prostate and ERα–positive breast cancer, is also expressed in human epidermal growth factor receptor-2 (HER2/ErbB2)-positive breast cancers. However, its role in HER2-pos tumors is less well understood. Here we investigate the function of FOXA1 in HER2/ErbB2-positive breast cancers. The loss of FOXA1 was associated with a marked decrease in the viability of HER2-positive and HER2 amplified cell lines, suggesting a pivotal involvement of FOXA1 in these breast cancers. Employing patient-derived single-cell RNA sequencing and spatial transcriptomics, we demonstrate that FOXA1 is co-expressed with ErbB2 in HER2-positive breast cancers. Suppression of FOXA1 expression led to the reduction of HER2 expression and signaling. Chromatin Immunoprecipitation Sequencing (ChIP-seq) and Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing (ATAC-seq) identified FOXA1 binding motifs in the ErbB2 promoter and regulatory element regions, which controlled ErbB2 gene expression. Notably, FOXA1 knockdown was observed to enhance Epithelial-Mesenchymal Transition (EMT) signaling and impede luminal tumor differentiation. Furthermore, we find that FOXA1 and TRPS1 combine to regulate TEAD/YAP-TAZ activity. Taken together, these findings highlight the essential role of FOXA1 in maintaining HER2 expression and a luminal cell phenotype in HER2-positive breast cancers.