Aneuploidy, whole chromosome or chromosome arm imbalance, is a near-universal characteristic of human cancers. In 10,522 cancer genomes from The Cancer Genome Atlas, aneuploidy was correlated with TP53 mutation, somatic mutation rate, and expression of proliferation genes. Aneuploidy was anti-correlated with expression of immune signaling genes, due to decreased leukocyte infiltrates in high-aneuploidy samples. Chromosome arm-level alterations show cancer-specific patterns, including loss of chromosome arm 3p in squamous cancers. We applied genome engineering to delete 3p in lung cells, causing decreased proliferation rescued in part by chromosome 3 duplication. This study defines genomic and phenotypic correlates of cancer aneuploidy and provides an experimental approach to study chromosome arm aneuploidy.

Summary

 DNA damage repair (DDR) pathways modulate cancer risk, progression, and therapeutic response. We systematically analyzed somatic alterations to provide a comprehensive view of DDR deficiency across 33 cancer types. Mutations with accompanying loss of heterozygosity were observed in over 1/3 of DDR genes, including TP53 and BRCA1/2. Other prevalent alterations included epigenetic silencing of the direct repair genes EXO5, MGMT, and ALKBH3 in ∼20% of samples. Homologous recombination deficiency (HRD) was present at varying frequency in many cancer types, most notably ovarian cancer. However, in contrast to ovarian cancer, HRD was associated with worse outcomes in several other cancers. Protein structure-based analyses allowed us to predict functional consequences of rare, recurrent DDR mutations. A new machine-learning-based classifier developed from gene expression data allowed us to identify alterations that phenocopy deleterious TP53 mutations. These frequent DDR gene alterations in many human cancers have functional consequences that may determine cancer progression and guide therapy.

Plasmids are indispensable in life sciences research and therapeutics development. Currently, most labs custom-build their plasmids. As yet, no systematic data on the quality of lab-made plasmids exist. Here, we report a broad survey of plasmids from hundreds of academic and industrial labs worldwide. We show that nearly half of them contained design and/or sequence errors. For transfer plasmids used in making AAV vectors, which are widely used in gene therapy, about 40% carried mutations in ITR regions due to their inherent instability, which is influenced by flanking GC content. We also list genes difficult to clone into plasmid or package into virus due to their toxicity. Our finding raises serious concerns over the trustworthiness of lab-made plasmids, which parallels the underappreciated mycoplasma contamination and misidentified mammalian cell lines reported previously, and highlights the need for community-wide standards to uphold the quality of this ubiquitous reagent in research and medicine.

Abstract Purpose Glaucoma, a multifactorial ocular neuropathic and age associated disease, can lead to irreversible vision loss. Diagnosis involves assessing optic cupping (increased cup-to-disc ratios) and structural changes (like retinal nerve fiber layer thinning) through clinical imaging. Elevated intraocular pressure (IOP) is commonly associated with glaucoma, but not always. However, understanding disease progression is hindered by limited access to donor ocular tissue and consistent clinical data. Our study focuses on live patient samples, analyzing their proteome for potential biomarkers to enhance precise diagnosis and monitor glaucoma progression. Methods Aqueous humor (AH) samples were collected from 36 glaucoma patients (17 male, 19 female), and 35 non-glaucomatous control patients (16 male, 19 female) undergoing cataract surgery. The protein profile was compared using the SOMAscan® assay system for proteome profiling. From glaucomatous donors, significant correlations between IOP and cup-to-disc ratios to proteome differences were identified. Results Correlations in proteins between plasma and AH were identified. These proteins were enriched in pathways related to vascular integrity, inflammatory response, humoral & adaptive immune response, cell-cell & cell-matrix adhesion, and complement activation. Glaucomatous AH exhibited increased protein levels in general. Neurofilament light chain (NEFL) protein correlated with elevated IOP and inflammatory markers, but not with cup-to-disc ratios. Conclusions Together, our data demonstrate that the proteins identified in this study from glaucomatous donors correspond to both markers of neurodegeneration and those that may inhibit cell proliferation or disrupt vascular integrity. Translational Relevance Proteome analysis may lead to potential biomarker identification during disease progression. Precis Clinical glaucoma diagnosis is by assessing structure-function relationship which doesn’t yield molecular mechanisms underlying disease. Here, we analyzed proteome from aqueous and plasma of glaucomatous patients. Proteins correspond to markers of neurodegeneration, pressure and cup-to-disc-ratios.

Zeolite coatings are studied as molecular sieves for membrane separation, membrane reactors, and chemical sensor applications. They are also studied as anticorrosive films for metals and alloys, antimicrobial and hydrophobic films for heating, ventilation, and air conditioning, and dielectrics for semiconductor applications. Zeolite coatings are synthesized by hydrothermal, ionothermal, and dry-gel conversion approaches, which require high process temperatures and lengthy times (ranging from hours to days). Here, we report the first zeolite coatings synthesized via electrochemical deposition on a cathodic electrode, with controlled crystal polymorphism achieved within subhourly duration. We demonstrate this approach by developing sodium zeolite (e.g., sodalite (SOD), NaA (LTA), and Linde Type N (LTN)) coatings on a titanium electrode and extending the synthesis method to porous stainless steel. The coating morphology and crystallinity depend on the temperature, time, and applied current. The coating thickness is independent of the applied current, showing the presence of a self-regulating mechanism to ensure a uniform coating thickness across the metal surface. The electrochemical zeolite growth mechanism was elucidated with high-resolution transmission electron microscopy, and applications of the resultant zeolite coatings for oil/water separation and ethanol/water pervaporation were exploited. Electrochemical synthesis represents a novel, simple, fast, and environmentally friendly approach to preparing zeolite coatings. It can potentially be generalized for developing zeolite materials with diverse framework structures, morphologies, and orientations for substrates with complicated geometries.

Abstract Importance Identify detectable plasma and/or vitreous signals to potentially predict diabetic retinopathy (DR) progression for earlier disease intervention. Objective To determine the mediators and potential disease progression biomarkers of DR in vitreous humor (VH) and plasma samples using the SomaScan proteome profiling platform. Design Differential expression analysis was conducted on VH and plasma samples using the SomaScan Assay. Setting A non-interventional study conducted to collect and analyze VH and plasma samples from patients with diabetic retinopathy. Participants Samples from DR (60 nonproliferative diabetic retinopathy/NPDR, 60 proliferative diabetic retinopathy/PDR) and 60 control patients were collected. Main outcomes and Measures Differentially expressed proteins between disease and control groups were identified. Pathway enrichment analysis was conducted to identify significantly perturbed pathways in DR. Finally, a random forest model was used to identify predictive biomarkers of disease progression. Results SomaScan v3 is a pooled aptamer hybridization assay using 5080 SOMAmers to probe over 4100 proteoforms in VH and plasma samples from 3 groups (control, NPDR, and PDR). The most profound protein content change was observed in the VH samples of PDR patients, while minimal changes were measured in plasma samples, highlighting the regionality of PDR pathogenesis. Many key molecules and molecular pathways such as VEGF-A, erythropoietin, and inflammation-associated proteins implicated in DR were significantly affected in the VH of PDR patients. In addition to the classic pathways (hypoxia, immune response, mTORC1 signaling) known to be involved in PDR, novel signaling pathways, including HEME metabolism and adipogenesis, were identified in VH samples. Application of a machine learning algorithm identified a panel of plasma PDR predictive biomarkers and revealed SCARA5 as the top one based on the largest average Gini decrease in the model. Conclusion Our study identified profound alteration of protein expression and molecular pathways in the VH of PDR patients, supporting the key role of local pathogenic changes in DR progression compared to systemic factors. Although the systemic changes related to DR were small, a few disease progression predictive candidate biomarkers (SCARA5, PTK7, FAM3Band FAM3D) were identified, prompting further investigation. Key Points Question: Are plasma/ vitreous humor (VH) proteins predictive of diabetic retinopathy (DR) progression? Findings: This study identifies substantial protein changes in the VH of proliferative diabetic retinopathy (PDR) patients, while early nonproliferative DR (NPDR) patients show minimal change. We identify multiple proteins linked to angiogenesis, inflammation, immune cells (microglia/macrophage/neutrophil), and leukostasis associated with PDR and reveal a potential plasma panel of disease progression (from NPDR to PDR) biomarkers ( SCARA5, PTK7, FAM3B, FAM3D ). Meaning: Identified disease progression predictive biomarkers permits potential development of prognostic tools to identify individuals most at risk for PDR progression and offering reduced disease burden by earlier intervention.