Biologically active molecules can be identified through the screening of small-molecule libraries, but compound collections typically consist of large numbers of structurally similar compounds. Gallowayet al. review how diversity-oriented synthesis can efficiently generate structurally diverse compound libraries. Biologically active molecules can be identified through the screening of small-molecule libraries. Deficiencies in current compound collections are evidenced by the continuing decline in drug-discovery successes. Typically, such collections are comprised of large numbers of structurally similar compounds. A general consensus has emerged that library size is not everything; library diversity, in terms of molecular structure and thus function, is crucial. Diversity-oriented synthesis (DOS) aims to generate such structural diversity in an efficient manner. Recent years have witnessed significant achievements in the field, which help to validate the usefulness of DOS as a tool for the discovery of novel, biologically interesting small molecules.

It is still a significant challenge to develop a Zn2+-selective fluorescent sensor with the ability to exclude the interference of some heavy and transition metal (HTM) ions such as Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Cd2+, and Hg2+. Herein, we report a novel amide-containing receptor for Zn2+, combined with a naphthalimide fluorophore, termed ZTRS. The fluorescence, absorption detection, NMR, and IR studies indicated that ZTRS bound Zn2+ in an imidic acid tautomeric form of the amide/di-2-picolylamine receptor in aqueous solution, while most other HTM ions were bound to the sensor in an amide tautomeric form. Due to this differential binding mode, ZTRS showed excellent selectivity for Zn2+ over most competitive HTM ions with an enhanced fluorescence (22-fold) as well as a red-shift in emission from 483 to 514 nm. Interestingly, the ZTRS/Cd2+ complex showed an enhanced (21-fold) blue-shift in emission from 483 to 446 nm. Therefore, ZTRS discriminated in vitro and in vivo Zn2+ and Cd2+ with green and blue fluorescence, respectively. Due to the stronger affinity, Zn2+ could be ratiometrically detected in vitro and in vivo with a large emission wavelength shift from 446 to 514 nm via a Cd2+ displacement approach. ZTRS was also successfully used to image intracellular Zn2+ ions in the presence of iron ions. Finally, we applied ZTRS to detect zinc ions during the development of living zebrafish embryos.

In this work, a 1,8-naphthalimide-derived fluorescent probe for H2S based on the thiolysis of dinitrophenyl ether is reported. This probe exhibits turn-on fluorescence detection of H2S in bovine serum and lysosome-targetable fluorescent imaging of H2S with excellent selectivity.

A divergent synthetic strategy for generating helical p53 peptides bearing functionalised staple linkages, allowing for efficient optimisation of cellular activity.

Abstract Inhibiting the aggregation of amyloid β (1-42) is a promising strategy for the development of disease-modifying Alzheimer’s disease therapeutics. To date, however, no sufficiently efficacious inhibitors have been identified, despite the best efforts of >200 advanced drug development campaigns. This failure can be attributed to limitations in current compound screening and in vivo validation assays. Here, we report an in vitro to in vivo screening platform based on the use of a fluorescence lifetime aggregation sensor. The microfluidic “nanoFLIM” assay developed circumvents issues that plague conventional assays, such as lack of reproducibility, high cost and artefactual false read-outs. The fluorescence lifetime sensor can also dynamically monitor peptide aggregation in cellular and Caenorhabditis elegans disease models, providing directly comparable aggregation kinetics, which is not achievable by any other method. The power of this unified system for accelerating hit-to-lead strategies, lowering attrition rates and expediting in vivo screening, was demonstrated with a pilot screening campaign of 445 compounds, revealing a new inhibitor that can inhibit amyloid β self-assembly in vitro as well as in cellular and whole organism disease models.

Abstract The field of ancient DNA is taxonomically dominated by studies focusing on mammals. This taxonomic bias limits our understanding of endogenous DNA preservation for vertebrate taxa with different bone physiology, such as teleost fish. In contrast to most mammalian bone, teleost bone is typically brittle, porous, lightweight and is characterized by a lack of bone remodeling during growth. Using high-throughput shotgun sequencing, we here investigate the preservation of DNA in a range of different bone elements from over 200 archaeological Atlantic cod ( Gadus morhua ) specimens from 38 sites in northern Europe, dating up to 8000 years before present. We observe that the majority of archaeological sites (79%) yield endogenous DNA, with 40% of sites providing samples that contain high levels (> 20%). Library preparation success and levels of endogenous DNA depend mainly on excavation site and pre-extraction laboratory treatment. The use of pre-extraction treatments lowers the rate of library success, although — if successful — the fraction of endogenous DNA can be improved by several orders of magnitude. This trade-off between library preparation success and levels of endogenous DNA allows for alternative extraction strategies depending on the requirements of down-stream analyses and research questions. Finally, we find that — in contrast to mammalian bones — different fish bone elements yield similar levels of endogenous DNA. Our results highlight the overall suitability of archaeological fish bone as a source for ancient DNA and provide novel evidence for a possible role of bone remodeling in the preservation of endogenous DNA across different classes of vertebrates.

Abstract Leucine-rich repeat-containing G-protein receptor 5 (LGR5) has been characterised as a stem cell and cancer stem cell marker. Previous analyses of LGR5 transcript levels indicate high level expression discriminates malignancies such as colorectal cancer (CRC) and pre-B acute lymphoblastic leukaemia (pre-B ALL) from healthy tissues suggesting LGR5 protein expression may provide a molecular handle for prognosis and treatment. We have developed highly specific, high affinity antibodies to the extracellular domain of human LGR5 (α-LGR5) that detect high LGR5 protein levels in colorectal cancer (CRC), hepatocellular carcinoma (HCC), and pre-B ALL. In contrast, there is low to undetectable levels of LGR5 protein in normal colon and rectal epithelia, liver, ovarian tissues, brain and immune cell types. LGR5 is rapidly internalised from the plasma membrane and trafficked to intracellular vesicular compartments including lysosomes. Treatment of high LGR5-expressing CRC and pre-B ALL cancer cell lines with an antibody-drug conjugate version of α-LGR5 (α-LGR5-ADC) lead to effective cell killing at nanomolar concentrations. Interventional treatment of pre-B ALL tumours with α-LGR5-ADC in vivo led to rapid tumour attrition. We further demonstrated the therapeutic utility of humanised α-LGR5 by using the corresponding scFv fragment for the generation of α-LGR5 chimeric antigen receptors (CARs) and a Bispecific T cell Engager (BiTE). α-LGR5-CAR-NK cells were effective at killing LGR5-expressing cells while α-LGR5/α-CD3 BiTEs induce T cell activation and killing of NALM6 cells by cytotoxic CD8 + T cells. Taken together, this study establishes α-LGR5-based therapeutic modalities that effectively discriminate and target CRC, HCC and pre-B ALL tumour cells. One Sentence Summary We generated novel antibodies against the cancer cell marker LGR5, validated diagnostic use in prioritizing specific cancer types for targeting, and developed antibody-based therapeutics.

SCF Skp2/Cks1 is an E3 ubiquitin ligase, whose substrate specificity is determined by the oncogenic F-box protein Skp2 and the adaptor protein Cks1. A principal target of SCF Skp2/Cks1 is the cyclin-dependent kinase inhibitor p27. Elevated levels of Skp2 and reduced levels of p27 are common in a variety of cancers, and there is consequently a need to develop effective inhibitors of the Skp2-p27 interaction. However, conventional small-molecule approaches are challenging due to the extended bi-molecular interface that spans both Skp2 and Cks1, the lack of suitable binding pockets on this surface, and the intrinsically disordered nature of p27. Here, we develop macrocyclic peptides capable of binding to SCF Skp2/Cks1 with nanomolar affinities, an enhancement of almost two orders of magnitude over the natural p27 peptide. We show that these macrocyclic peptides inhibit p27 ubiquitination in vitro, restore p27 levels in a breast cancer cell line, and reduce cell proliferation.

Abstract Dionysia tapetodes , a small cushion-forming mountainous evergreen in the Primulaceae, possesses a vast surface-covering of long silky fibres forming the characteristic “wooly” farina. This contrasts with some related Primula which instead possess a powdery farina. Using a combination of cell biology and analytical chemical techniques, we provide a detailed insight of wooly farina formation by glandular trichomes that produce a mixture of flavone and substituted flavone derivatives, including hydroxyflavones. Conversely, our analysis show that the powdery form consist almost entirely of flavone. The wooly farina in D. tapetodes is extruded through specific sites at the surface of the glandular head cell, characterised by a small complete gap in the plasma membrane, cell wall and cuticle. The data is consistent with formation and thread elongation occurring from within the cell. The putative mechanism of wool thread formation and its stability is discussed.

Glucagon-like peptide 1 (GLP-1) is produced by L cells in the small intestine in response to ingested glucose and increases insulin release from pancreatic beta cells by activation of its cognate receptor (GLP-1R). Stimulation of this receptor also contributes to increased beta cell survival and regeneration. We have found that pancreatic beta cells from Non Obese Diabetic (NOD) mice express significantly lower levels of GLP-1R than C57BL/6 mice, leaving the NOD beta cells with an impaired response to GLP-1 stimulation. The lower expression appears to be caused by accelerated degradation of GLP-1R in the beta cells, a process that can be reversed by inhibiting trafficking to the lysosome. Importantly, our results appear to translate to the human disease since we also observed significantly lower expression of the GLP-1R in pancreatic islets from donors with type 1 diabetes. These results suggest that beta cell physiology may play a role in susceptibility to autoimmune inflammation.