Antiaging therapies show promise in model organism research. Translation to humans is needed to address the challenges of an aging global population. Interventions to slow human aging will need to be applied to still-young individuals. However, most human aging research examines older adults, many with chronic disease. As a result, little is known about aging in young humans. We studied aging in 954 young humans, the Dunedin Study birth cohort, tracking multiple biomarkers across three time points spanning their third and fourth decades of life. We developed and validated two methods by which aging can be measured in young adults, one cross-sectional and one longitudinal. Our longitudinal measure allows quantification of the pace of coordinated physiological deterioration across multiple organ systems (e.g., pulmonary, periodontal, cardiovascular, renal, hepatic, and immune function). We applied these methods to assess biological aging in young humans who had not yet developed age-related diseases. Young individuals of the same chronological age varied in their "biological aging" (declining integrity of multiple organ systems). Already, before midlife, individuals who were aging more rapidly were less physically able, showed cognitive decline and brain aging, self-reported worse health, and looked older. Measured biological aging in young adults can be used to identify causes of aging and evaluate rejuvenation therapies.

Fragile X syndrome (FXS) is a multi-organ disease that leads to mental retardation, macro-orchidism in males and premature ovarian insufficiency in female carriers. FXS is also a prominent monogenic disease associated with autism spectrum disorders (ASDs). FXS is typically caused by the loss of fragile X mental retardation 1 (FMR1) expression, which codes for the RNA-binding protein FMRP. Here we report the discovery of distinct RNA-recognition elements that correspond to the two independent RNA-binding domains of FMRP, in addition to the binding sites within the messenger RNA targets for wild-type and I304N mutant FMRP isoforms and the FMRP paralogues FXR1P and FXR2P (also known as FXR1 and FXR2). RNA-recognition-element frequency, ratio and distribution determine target mRNA association with FMRP. Among highly enriched targets, we identify many genes involved in ASD and show that FMRP affects their protein levels in human cell culture, mouse ovaries and human brain. Notably, we discovered that these targets are also dysregulated in Fmr1−/− mouse ovaries showing signs of premature follicular overdevelopment. These results indicate that FMRP targets share signalling pathways across different cellular contexts. As the importance of signalling pathways in both FXS and ASD is becoming increasingly apparent, our results provide a ranked list of genes as basis for the pursuit of new therapeutic targets for these neurological disorders. RNA-recognition elements are identified for the fragile-X-syndrome-associated RNA-binding protein FMRP, in addition to its target messenger RNAs; although many of FMRP gene targets discovered are involved in brain function and autism spectrum disorder, a proportion are also dysregulated in mouse ovaries, suggesting cross-regulation of signalling pathways in different tissues. Fragile X syndrome (FXS) is caused by mutations in the FMR1 gene, which encodes an RNA-binding protein called FMRP. This study from Thomas Tuschl's laboratory has now defined, on a genome-wide level, the targets bound by FMRP and by a disease-associated mutated version of FMRP. Although many of the top targets are involved in brain function and autism spectrum disorder, a surprising number of targets are also dysregulated in mouse ovaries, suggesting cross-regulation of signalling pathways in different tissues.

RNA-binding proteins coordinate the fates of multiple RNAs, but the principles underlying these global interactions remain poorly understood. We elucidated regulatory mechanisms of the RNA-binding protein HuR, by integrating data from diverse high-throughput targeting technologies, specifically PAR-CLIP, RIP-chip, and whole-transcript expression profiling. The number of binding sites per transcript, degree of HuR association, and degree of HuR-dependent RNA stabilization were positively correlated. Pre-mRNA and mature mRNA containing both intronic and 3' UTR binding sites were more highly stabilized than transcripts with only 3' UTR or only intronic binding sites, suggesting that HuR couples pre-mRNA processing with mature mRNA stability. We also observed HuR-dependent splicing changes and substantial binding of HuR in polypyrimidine tracts of pre-mRNAs. Comparison of the spatial patterns surrounding HuR and miRNA binding sites provided functional evidence for HuR-dependent antagonism of proximal miRNA-mediated repression. We conclude that HuR coordinates gene expression outcomes at multiple interconnected steps of RNA processing.

Objective: Despite a prevailing assumption that adult ADHD is a childhood-onset neurodevelopmental disorder, no prospective longitudinal study has described the childhoods of the adult ADHD population. The authors report follow-back analyses of ADHD cases diagnosed in adulthood, alongside follow-forward analyses of ADHD cases diagnosed in childhood, in one cohort. Method: Participants belonged to a representative birth cohort of 1,037 individuals born in Dunedin, New Zealand, in 1972 and 1973 and followed to age 38, with 95% retention. Symptoms of ADHD, associated clinical features, comorbid disorders, neuropsychological deficits, genome-wide association study-derived polygenic risk, and life impairment indicators were assessed. Data sources were participants, parents, teachers, informants, neuropsychological test results, and administrative records. Adult ADHD diagnoses used DSM-5 criteria, apart from onset age and cross-setting corroboration, which were study outcome measures. Results: As expected, childhood ADHD had a prevalence of 6% (predominantly male) and was associated with childhood comorbid disorders, neurocognitive deficits, polygenic risk, and residual adult life impairment. Also as expected, adult ADHD had a prevalence of 3% (gender balanced) and was associated with adult substance dependence, adult life impairment, and treatment contact. Unexpectedly, the childhood ADHD and adult ADHD groups comprised virtually nonoverlapping sets; 90% of adult ADHD cases lacked a history of childhood ADHD. Also unexpectedly, the adult ADHD group did not show tested neuropsychological deficits in childhood or adulthood, nor did they show polygenic risk for childhood ADHD. Conclusions: The findings raise the possibility that adults presenting with the ADHD symptom picture may not have a childhood-onset neurodevelopmental disorder. If this finding is replicated, then the disorder’s place in the classification system must be reconsidered, and research must investigate the etiology of adult ADHD.

Rationale: Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a chronic, progressive, and usually lethal fibrotic lung disease characterized by profound changes in epithelial cell phenotype and fibroblast proliferation.Objectives: To determine changes in expression and role of microRNAs in IPF.Methods: RNA from 10 control and 10 IPF tissues was hybridized on Agilent microRNA microarrays and results were confirmed by quantitative real-time polymerase chain reaction and in situ hybridization. SMAD3 binding to the let-7d promoter was confirmed by chromatin immunoprecipitation, electrophoretic mobility shift assay, luciferase assays, and reduced expression of let-7d in response to transforming growth factor-β. HMGA2, a let-7d target, was localized by immunohistochemistry. In mice, let-7d was inhibited by intratracheal administration of a let-7d antagomir and its effects were determined by immunohistochemistry, immunofluorescence, quantitative real-time polymerase chain reaction, and morphometry.Measurements and Main Results: Eighteen microRNAs including let-7d were significantly decreased in IPF. Transforming growth factor-β down-regulated let-7d expression, and SMAD3 binding to the let-7d promoter was demonstrated. Inhibition of let-7d caused increases in mesenchymal markers N-cadherin-2, vimentin, and α-smooth muscle actin (ACTA2) as well as HMGA2 in multiple epithelial cell lines. let-7d was significantly reduced in IPF lungs and the number of epithelial cells expressing let-7d correlated with pulmonary functions. HMGA2 was increased in alveolar epithelial cells of IPF lungs. let-7d inhibition in vivo caused alveolar septal thickening and increases in collagen, ACTA2, and S100A4 expression in SFTPC (pulmonary-associated surfactant protein C) expressing alveolar epithelial cells.Conclusions: Our results indicate a role for microRNAs in IPF. The down-regulation of let-7d in IPF and the profibrotic effects of this down-regulation in vitro and in vivo suggest a key regulatory role for this microRNA in preventing lung fibrosis.Clinical trial registered with www.clinicaltrials.gov (NCT 00258544).

Background: Measures to quantify changes in the pace of biological aging in response to intervention are needed to evaluate geroprotective interventions for humans. Previously, we showed that quantification of the pace of biological aging from a DNA-methylation blood test was possible (Belsky et al., 2020). Here, we report a next-generation DNA-methylation biomarker of Pace of Aging, DunedinPACE (for Pace of Aging Calculated from the Epigenome). Methods: We used data from the Dunedin Study 1972–1973 birth cohort tracking within-individual decline in 19 indicators of organ-system integrity across four time points spanning two decades to model Pace of Aging. We distilled this two-decade Pace of Aging into a single-time-point DNA-methylation blood-test using elastic-net regression and a DNA-methylation dataset restricted to exclude probes with low test-retest reliability. We evaluated the resulting measure, named DunedinPACE, in five additional datasets. Results: DunedinPACE showed high test-retest reliability, was associated with morbidity, disability, and mortality, and indicated faster aging in young adults with childhood adversity. DunedinPACE effect-sizes were similar to GrimAge Clock effect-sizes. In analysis of incident morbidity, disability, and mortality, DunedinPACE and added incremental prediction beyond GrimAge. Conclusions: DunedinPACE is a novel blood biomarker of the pace of aging for gerontology and geroscience. Funding: This research was supported by US-National Institute on Aging grants AG032282, AG061378, AG066887, and UK Medical Research Council grant MR/P005918/1.

Crosslinking and immunoprecipitation (CLIP) protocols have made it possible to identify transcriptome-wide RNA-protein interaction sites. In particular, PAR-CLIP utilizes a photoactivatable nucleoside for more efficient crosslinking. We present an approach, centered on the novel PARalyzer tool, for mapping high-confidence sites from PAR-CLIP deep-sequencing data. We show that PARalyzer delineates sites with a high signal-to-noise ratio. Motif finding identifies the sequence preferences of RNA-binding proteins, as well as seed-matches for highly expressed microRNAs when profiling Argonaute proteins. Our study describes tailored analytical methods and provides guidelines for future efforts to utilize high-throughput sequencing in RNA biology. PARalyzer is available at http://www.genome.duke.edu/labs/ohler/research/PARalyzer/ .

Biological aging is the gradual, progressive decline in system integrity that occurs with advancing chronological age, causing morbidity and disability. Measurements of the pace of aging are needed as surrogate endpoints in trials of therapies designed to prevent disease by slowing biological aging. We report a blood-DNA-methylation measure that is sensitive to variation in pace of biological aging among individuals born the same year. We first modeled change-over-time in 18 biomarkers tracking organ-system integrity across 12 years of follow-up in n = 954 members of the Dunedin Study born in 1972–1973. Rates of change in each biomarker over ages 26–38 years were composited to form a measure of aging-related decline, termed Pace-of-Aging. Elastic-net regression was used to develop a DNA-methylation predictor of Pace-of-Aging, called DunedinPoAm for Dunedin(P)ace(o)f(A)ging(m)ethylation. Validation analysis in cohort studies and the CALERIE trial provide proof-of-principle for DunedinPoAm as a single-time-point measure of a person’s pace of biological aging.

Epstein-Barr virus (EBV) is a ubiquitous human herpesvirus linked to a number of B cell cancers and lymphoproliferative disorders. During latent infection, EBV expresses 25 viral pre-microRNAs (miRNAs) and induces the expression of specific host miRNAs, such as miR-155 and miR-21, which potentially play a role in viral oncogenesis. To date, only a limited number of EBV miRNA targets have been identified; thus, the role of EBV miRNAs in viral pathogenesis and/or lymphomagenesis is not well defined. Here, we used photoactivatable ribonucleoside-enhanced crosslinking and immunoprecipitation (PAR-CLIP) combined with deep sequencing and computational analysis to comprehensively examine the viral and cellular miRNA targetome in EBV strain B95-8-infected lymphoblastoid cell lines (LCLs). We identified 7,827 miRNA-interaction sites in 3,492 cellular 3′UTRs. 531 of these sites contained seed matches to viral miRNAs. 24 PAR-CLIP-identified miRNA:3′UTR interactions were confirmed by reporter assays. Our results reveal that EBV miRNAs predominantly target cellular transcripts during latent infection, thereby manipulating the host environment. Furthermore, targets of EBV miRNAs are involved in multiple cellular processes that are directly relevant to viral infection, including innate immunity, cell survival, and cell proliferation. Finally, we present evidence that myc-regulated host miRNAs from the miR-17/92 cluster can regulate latent viral gene expression. This comprehensive survey of the miRNA targetome in EBV-infected B cells represents a key step towards defining the functions of EBV-encoded miRNAs, and potentially, identifying novel therapeutic targets for EBV-associated malignancies.