ABSTRACT Small non-coding RNAs have gained substantial attention due to their roles in animal development and human disorders. Among them, microRNAs are unique because individual gene sequences are conserved across the animal kingdom. In addition, unique and mechanistically well understood features can clearly distinguish bona fide miRNAs from the myriad other small RNAs generated by cells. However, making this separation is not a common practice and, thus, not surprisingly, the heterogeneous quality of available miRNA complements has become a major concern in microRNA research. We addressed this by extensively expanding our curated microRNA gene database MirGeneDB to 45 organisms that represent the full taxonomic breadth of Metazoa. By consistently annotating and naming more than 10,900 microRNA genes in these organisms, we show that previous microRNA annotations contained not only many false positives, but surprisingly lacked more than 2,100 bona fide microRNAs. Indeed, curated microRNA complements of closely related organisms are very similar and can be used to reconstruct Metazoan evolution. MirGeneDB represents a robust platform for microRNA-based research, providing deeper and more significant insights into the biology and evolution of miRNAs but also biomedical and biomarker research. MirGeneDB is publicly and freely available at http://mirgenedb.org/ .

Abstract The evolutionary origins of Bilateria remain enigmatic. One of the more enduring proposals highlights similarities between a cnidarian-like planula larva and simple acoel-like flatworms. This idea is based in part on the view of the Xenacoelomorpha as an outgroup to all other bilaterians which are themselves designated the Nephrozoa (protostomes and deuterostomes). Genome data can help to elucidate phylogenetic relationships and provide important comparative data. Here we assemble and analyse the genome of the simple, marine xenacoelomorph Xenoturbella bocki , a key species for our understanding of early bilaterian and deuterostome evolution. Our highly contiguous genome assembly of X. bocki has a size of ∼111 Mbp in 18 chromosome like scaffolds, with repeat content and intron, exon and intergenic space comparable to other bilaterian invertebrates. We find X. bocki to have a similar number of genes to other bilaterians and to have retained ancestral metazoan synteny. Key bilaterian signalling pathways are also largely complete and most bilaterian miRNAs are present. We conclude that X. bocki has a complex genome typical of bilaterians, in contrast to the apparent simplicity of its body plan. Overall, our data do not provide evidence supporting the idea that Xenacoelomorpha are a primitively simple outgroup to other bilaterians and gene presence/absence data support a relationship with Ambulacraria.

Abstract Although microRNAs (miRNA) are involved in all hallmarks of cancer, miRNA dysregulation in metastasis remains poorly understood and contradictory results have been published. The aim of this work was to identify miRNAs associated with metastatic progression of colorectal cancer (CRC). Novel and previously published next generation sequencing (NGS) datasets generated from 268 samples with primary (pCRC) and metastatic CRC (mCRC; liver, lung and peritoneal metastases) and tumor adjacent tissues were analyzed. Differential expression analysis was performed using a meticulous bioinformatics pipeline, including only bona fide miRNAs, utilizing miRNA-tailored quality control and processing, and applying a physiologically meaningful cut-off value (100 reads per million). The results were adjusted for host tissue background expression and samples from the different metastatic sites were independently analyzed. A metastatic signature containing five miRNAs up-regulated at multiple metastatic sites was identified (Mir-210_3p, Mir-191_5p, Mir-8-P1b_3p (mir-141-3p) , Mir-1307_5p, and Mir-155_5p) along with a number of miRNAs that were differentially expressed at individual metastatic sites. Several of these have previously been implicated in metastasis through involvement in epithelial-to-mesenchymal transition and hypoxia, while other identified miRNAs represent novel findings. The identified differentially expressed miRNAs confirm known associations and contribute novel insights into miRNA involvement in the metastatic process. The use of open science practices facilitates reproducibility, and new datasets may easily be added to the publicly available pipeline to continuously improve the knowledge in the field. The identified set of miRNAs provides a reliable starting-point for further research into the role of miRNAs in metastatic progression.

The evolutionary origins of Bilateria remain enigmatic. One of the more enduring proposals highlights similarities between a cnidarian-like planula larva and simple acoel-like flatworms. This idea is based in part on the view of the Xenacoelomorpha as an outgroup to all other bilaterians which are themselves designated the Nephrozoa (protostomes and deuterostomes). Genome data can provide important comparative data and help to understand the evolution and biology of enigmatic species better. Here we assemble and analyse the genome of the simple, marine xenacoelomorph

Summary Previous large-scale studies have uncovered many features that determine the processing of microRNA (miRNA) precursors, however, they have been conducted in vitro . Here we introduce MapToCleave, a new method to simultaneously profile processing of thousands of distinct RNA structures in living cells. Our new in cell method captures essentially all the biogenesis features that have been discovered through near two decades of in vitro studies - providing support for both approaches. We find that miRNA precursors with a stable lower basal stem are more efficiently processed and also have higher expression in vivo in tissues from twenty animal species. We systematically compare the importance of known and novel sequence and structural features and test biogenesis of miRNA precursors from ten animal and plant species in human cells. Lastly, we provide evidence that the GHG motif better predicts processing when defined as a structure rather than sequence motif, consistent with recent cryo-EM studies. In summary, we apply a new screening assay in living cells to reveal the importance of lower basal stem stability for miRNA processing and in vivo expression.