Novel species of fungi described in this study include those from various countries as follows:

Abstract Glucose homeostasis is maintained by insulin. It has been observed that hyperinsulinemia precedes insulin resistance and Type 2 diabetes. Insulin resistance is caused by multiple factors including genetic and diet. The molecular mechanism underlying insulin resistance (IR) is not completely understood. Using Glut4 and insulin receptor-expressing CHO cells we had previously shown that prolonged exposure of these cells to insulin in the absence of high levels of glucose led to insulin resistance in the cells. In the present study, we have shown that the underlying cause for the impaired GLUT4 trafficking is the defective PI3K/AKT pathway. This insulin resistance is likely due to epigenetic alterations as it is stable and can be maintained for several generations even when insulin is not provided, and epigenetic modifiers can reverse the insulin resistance. We extended these studies to liver cell line (BRL-3A) and show that these cells also develop impaired insulin signaling upon exposure to insulin in the absence of high levels of glucose. Transcriptomic analysis of the insulin-sensitive and -resistance cells uncover altered signaling networks involved in chromatin remodelling, Rho GTPases, and ubiquitination. Pathway analysis reveals the role of demethylase Kdm5b and lysine methyltransferase (Kmt2a and Kmt2e) in the development of insulin resistance. It is also observed that trimethylation of histone H3 at lysine 4 (H3K4me3) is increased in insulin resistance cellular models. We further showed that mice injected with low doses of insulin when fasting develop insulin resistance with impaired glucose tolerance and increased HOMA-IR index. Altogether, these findings suggest dysregulated synthesis of insulin in the absence of glucose stimulus could lead to epigenetic alterations that may lead to insulin resistance. Summary Statement Insulin stimulation in the absence of glucose leads to insulin resistance. We have developed a cell and mouse model of insulin resistance in this study to characterise the molecular signalling involved in insulin resistance and early onset of type 2 diabetes. The transcriptomic analysis provides new insights on epi-transcriptomic regulation in insulin resistance.

Objectives: Gut microbiota gets altered in patients with celiac disease (CeD) and whether these microbiota changes are the cause or effect of the disease is not well understood to date. The first degree relatives (FDRs) of CeD patients are genetically susceptible and may represent a pre-diseased state. Therefore, understanding differences in duodenal and faecal microbiota composition between the FDR and CeD subjects is of interest. To investigate this, we characterised the microbiota in duodenal biopsies and faeces of CeD patients (n = 23), FDRs (n = 15) and control subjects (DC, n= 24) by 16S rRNA gene sequencing. Results: Duodenal biopsies showed more diverse pattern in microbial community composition and structure than faecal samples. In duodenal biopsies, 52 OTUs and 41 OTUs were differentially abundant between the FDR and DC group, and between the FDR and CeD group respectively (p < 0.01). In faecal samples, 30 OTUs were differentially abundant between FDR and DC, and 81 between FDR and CeD (p < 0.01). Predicted metagenomes from duodenal microbiomes of FDR and CeD showed a lower genetic potential for metabolizing gluten as compared to controls. Conclusions: The microbial communities of FDR and CeD groups are more similar to each other than to the control groups. Significant differences at OTU level suggest that specific bacterial taxa may be important for pathogenesis of CeD. Moreover, the predicted differences in gluten metabolism potential by the FDR and CeD microbiota point towards the need for investigating functional capabilities of specific bacterial taxa in healthy FDR and CeD patients.

ABSTRACT Enterococcus faecium though commensals in human gut, few strains provide beneficial effect to humans as probiotics, few are responsible for nosocomial infection and few as non-pathogens. Comparative genomics of E. faecium will help to reveal the genomic differences responsible for the said properties. In this study, we compared E. faecium strain 17OM39 with a marketed probiotic, non-pathogenic non-probiotic (NPNP) and pathogenic strains. The core genome analysis revealed, 17OM39 was closely related with marketed probiotic strain T110. Strain 17OM39 was found to be devoid of known vancomycin, tetracycline resistance genes and functional virulence genes. Moreover, 17OM39 is „less open‟ due to absence of frequently found transposable elements. Genes imparting beneficial functional properties were observed to be present in marketed probiotic T110 and 17OM39 strains. Additional, genes associated with colonization within gastrointestinal tract were detected across all the strains. Beyond shared genetic features; this study particularly identified genes that are responsible to impart probiotic, non-pathogenic and pathogenic features to the strains of E. faecium. The study also provides insights into the acquired and intrinsic drug resistance genes, which will be helpful for better understanding of the physiology of antibiotic resistance in E. faecium strains. In addition, we could identify genes contributing to the intrinsic ability of 17OM39 E. faecium isolate to be a potential probiotic. The study has comprehensively characterized genome sequence of each strain to find the genetic variation and understand effects of these on functionality, phenotypic complexity. Further the evolutionary relationship of species along with adaptation strategies have been including in this study.

Abstract Cryoconite holes (CHs) are biological hotspots with a high biogeochemical turnover rate, contributing significantly to the glacial ecosystem’s overall carbon cycles and net fluxes. There is limited information regarding the composition of low molecular weight (LMW) molecules formed through the metabolic processes of cryoconite-dwelling microbes. These molecules constitute a substantial portion of the dissolved organic matter (DOM) within cryoconite holes. Here, we evaluated different solvents to extract low molecular weight (LMW) compounds for untargeted metabolomics using reverse phase liquid chromatography (RP-LC) coupled with high-resolution tandem mass spectrometry in positive- and negative-ionization modes. We prepared single, binary, and ternary mixtures of highly polar to relatively non-polarsolvents like water, methanol, and acetonitrile to extract intra- and extracellular metabolites from CHs sediment. The biological replicates (n=4) of each identical solvent, showed high reproducibility in metabolite diversity while substantial differences were observed among different solvent types. Among the single solvents, organic-rich 70:30 MeOH: water and in parallel 2-single solvent combination of 70:30 MeOH: Water and 40:40:20 Acetonitrile: Methanol: Water provided increased number and chemical diversity of extracted metabolites. Combining RP with the hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) technique provided the highest number of unique metabolites. HILIC and RP detected polar and mid- to non-polar molecules at high intensity, respectively. This dual-LC and ionization polarity combination increased the detection of metabolic features by 46.96% and 24.52% in single- and two-solvent combinations compared to RP alone. This study developed a simple untargeted metabolomics workflow that is highly sensitive and robust, detecting and potentially identifying a large number of broad chemically diverse molecules present in the DOM (extracellular) and microbes (intracellular) from the CH’s environment. This method can better characterize DOM’s chemical composition and, after integrating with other ‘omics’ approaches, can be used to examine the link between metabolic pathways and microbial communities in global CHs or other similar ecosystems, revealing how these earthy systems and their microbial flora control carbon or nutrient storage or release in response to global climate change. Highlights This is the first report on LCMS-based untargeted metabolomics to decipher the small molecules present in the DOM of Antarctic cryoconite holes Extraction solvents were critically assessed for the highest metabolic recovery in terms of quantity (number) and quality (chemical diversity) for RPLC-MS We discussed the reproducibility and efficiency of the solvents based on their polarity in extracting the metabolites and the use of dual LC (RP and HILIC) and ionization polarity (positive and negative) to increase further the breadth of the detection of the metabolome of cryoconite holes. We suggested the best single and two solvent combinations for the optimum extraction of the metabolites and future studies to improve the accuracy of the solvent assessment further. This data can be integrated with other ‘omics’ approaches to gain deeper insights into underlying carbon and nutrient cycling mechanisms in global cryoconite holes and similar ecosystems in response to climate change.