Abstract Urea is a crucial nitrogen nutrient source for algae with the potential to stimulate harmful algal blooms, but the molecular machinery underpinning urea uptake and assimilation by algae is not fully understood. Urease (URE) is commonly regarded as the responsible enzyme, but the urea amidolyase (UAD) system, albeit known to exist, has hardly been studied. Here, the phylogenetic distribution, expression patterns, and functional roles of UAD system are examined, which comprises subunits DUR1 , DUR2 , and DUR3 . We find a widespread occurrence of UAD, spanning four major phytoplankton lineages, and potentially independent evolution of URE and lineage-specific loss. Besides, a stronger regulation of UAD by environmental nitrogen concentrations compared to URE is uncovered in both global ocean and local dinoflagellate-dominant bloom events. CRISPR-based mutation in Chlamydomonas reinhardtii shows that subunit DUR2 is essential for urea utilization. DUR2 inactivation led to completely growth restriction and upregulation of DUR1 and DUR3A , suggesting its functional interaction with them. In contrast, DUR3B inactivation only partially halted urea uptake and cell growth but significantly reduced gene expression across the entire UAD system. These findings not only reveal the crucial role of DUR2 in urea utilization in C. reinhardtii and potentially in many other algae, but also suggest DUR2 to be a more suitable indicator of urea utilization than urease, and underscore the importance to consider both URE and UAD enzyme systems when urea utilization by algae is assessed.

Abstract Retinoblastoma is a rare and aggressive form of eye cancer that arises from the retina’s photoreceptor precursor cells. Yet, the mechanism of cancer evolution in optic invasion and the identification of molecularly defined tumor-propagating cells has not been reported. Using single-cell RNA and ATAC sequencing, we uncovered a propagating cell named STER after invasion of the optic nerve. We also report on the dynamic processes of photoreceptor degeneration and optic nerve injury in the retina and identify potential regulatory elements and transcription factors involved. STER cells mediate optic nerve destruction and retinal degeneration during the proliferation and migration of retinoblastoma. Finally, we develop drug sensitivity testing algorithms for malignant clusters, providing potential therapeutic targets and drug predictions for retinoblastoma invasion.

The mortality rate of hemorrhagic African swine fever (ASF), which targets domestic pigs and is caused by African swine fever virus (ASFV), can reach 100%. ASF has been reported in 25 Chinese provinces since August 2018. There is no effective treatment or vaccine for it and the present molecular diagnosis technologies have trade-offs in sensitivity, specificity, cost and speed, and none of them cater perfectly to ASF control. Thus, a technology that overcomes the need for laboratory facilities, is relatively low cost, and rapidly and sensitively detects ASFV would be highly valuable. Here, we describe an RAA-Cas12a-based system that combines recombinase-aided amplification (RAA) and CRISPR/Cas12a for ASFV detection. The fluorescence intensity readout of this system detected ASFV p72 gene levels as low as 10 aM. For on-site ASFV detection, lateral-flow strip readout was introduced for the first time in the RAA-Cas12a based system (named CORDS, Cas12a-based On-site and Rapid Detection System). We used CORDS to detect target DNA highly specifically using the lateral-flow strip readout. CORDS could identify the p72 gene at femtomolar sensitivity in an hour at 37 oC, and only requires an incubator. For ease of use, the regents of CORDS was lyophilized to three tubes and remained the same sensitivity when stored at 4 oC for at least 7 days. Thus, CORDS provides a rapid, sensitive and easily operable method for ASFV on-site detection. Lyophilized CORDS can withstand long-term transportation and storage, and is ready for field applications.

The effects of antler polypeptide on rat bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) were investigated. Antler polypeptide was separated from Colla Cornus Cervi by ultrafiltration into different samples according to molecular weight: A (molecular weight <800 Da), B (molecular weight 800-1500 Da) and C (molecular weight >1500 Da). The content of antler polypeptide in A, B and C solutions were quantified by high-performance liquid chromatography (HPLC). The effects of antler polypeptide at different concentrations on the proliferation, cell cycle, and osteogenesis of BMSCs were investigated. The highest cell proliferation rate (84.66%) was observed for antler polypeptide B at a concentration of 1.578 × 10 -2 g/mL. Antler polypeptide B significantly promoted the proliferation of BMSCs with a proliferation index of 38.68%, which was significantly higher than that of the other groups. Antler polypeptide B significantly enhanced the activity of alkaline phosphatase in BMSCs compared to that of blank group ( P <0.001). Antler polypeptide B increased the BMP7 protein expression in BMSCs. Our data suggested that antler polypeptide may promote the proliferation and osteogenic differentiation of BMSCs.

An outbreak of new SARS-like viral in Wuhan, China has been named 2019-nCoV. The current state of the epidemic is increasingly serious, and there has been the urgent necessity to develop an effective new drug. In previous studies, it was found that the conformation change in CTD1 was the region where SARS-CoV bound to human ACE2. Although there are mutations of the 2019-nCoV, the binding energy of ACE2 remains high. The surface glycoprotein of 2019-nCoV was coincident with the CTD1 region of the S-protein by comparing the I-TASSER prediction model with the actual SARS model, which suggests that 2019-nCoV may bind to the ACE2 receptor through conformational changes. Furthermore, site prediction on the surface glycoprotein of 2019-nCoV suggests some core amino acid area may be a novel drug target against 2019-nCoV.

Abstract Chlorogenic acid, an important active component of coffee with anti-tumor activities, has been found for many years. However, the lack of understanding about its target proteins greatly limits the exploration of its anti-tumor molecular mechanism and clinical application. Here, in vitro and animal experiments showed that chlorogenic acid had a significant inhibitory effect on the proliferation of A549 cells. Using the spontaneous fluorescence characteristic of chlorogenic acid to screen the target proteins cleverly to avoid the problem of chemical modification increasing false positive, we identify and verify annexin A2 (ANXA2) as a covalent binding target of chlorogenic acid in A549 cells. Then, we discover that chlorogenic acid as an inhibitor of the binding of ANXA2 to p50 subunit inhibited the expression of downstream anti-apoptotic genes cIAP1 and cIAP2 of NF-κB signaling pathway in A549 cells in vitro and vivo. Moreover, we find chlorogenic acid hindered the binding of ANXA2 and actin maybe involved in the impediment of tumor cell cycle and migration. Thus, this work demonstrates that chlorogenic acid, as a binding ligand of ANXA2, decrease the expression of NF-κB downstream anti-apoptotic genes, inhibiting the proliferation of A549 cells in vivo and vitro.