Abstract The COVID-19 pandemic caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is raging across the world, leading to a global mortality rate of 3.4% (estimated by World Health Organization in March 2020). As a potential vaccine and therapeutic target, the nucleocapsid protein of SARS-CoV-2 (nCoVN) functions in packaging the viral genome and viral self-assembly. To investigate the biological effects of nCoVN to human stem cells, genetically engineered human induced pluripotent stem cells (iPSC) expressing nCoVN (iPSC-nCoVN) were generated by lentiviral expression systems, in which the expression of nCoVN could be induced by the doxycycline. The proliferation rate of iPSC-nCoVN was decreased. Unexpectedly, the morphology of iPSC started to change after nCoVN expression for 7 days. The pluripotency marker TRA-1-81 were not detectable in iPSC-nCoVN after a four-day induction. Meanwhile, iPSC-nCoVN lost the ability for differentiation into cardiomyocytes with a routine differentiation protocol. The RNA-seq data of iPSC-nCoVN (induction for 30 days) and immunofluorescence assays illustrated that iPSC-nCoVN were turning to fibroblast-like cells. Our data suggested that nCoVN disrupted the pluripotent properties of iPSC and turned them into other types of cells, which provided a new insight to the pathogenic mechanism of SARS-CoV-2.

Abstract Results of neuroimaging datasets aggregated from multiple sites may be biased by site- specific profiles in participants’ demographic and clinical characteristics, as well as MRI acquisition protocols and scanning platforms. We compared the impact of four different harmonization methods on results obtained from analyses of cortical thickness data: (1) linear mixed-effects model (LME) that models site-specific random intercepts (LME INT ), (2) LME that models both site-specific random intercepts and age-related random slopes (LME INT+SLP ), (3) ComBat, and (4) ComBat with a generalized additive model (ComBat-GAM). Our test case for comparing harmonization methods was cortical thickness data aggregated from 29 sites, which included 1,343 cases with posttraumatic stress disorder (PTSD) (6.2-81.8 years old) and 2,067 trauma-exposed controls without PTSD (6.3-85.2 years old). We found that, compared to the other data harmonization methods, data processed with ComBat-GAM were more sensitive to the detection of significant case-control differences in regional cortical thickness ( X 2 (3) = 34.339, p < 0.001), and case-control differences in age-related cortical thinning ( X 2 (3) = 15.128, p = 0.002). Specifically, ComBat-GAM led to larger effect size estimates of cortical thickness reductions (corrected p-values < 0.001 ), smaller age-appropriate declines (corrected p-values < 0.001 ), and lower female to male contrast (corrected p-values < 0.001 ) in cases compared to controls relative to other harmonization methods. Harmonization with ComBat-GAM also led to greater estimates of age-related declines in cortical thickness (corrected p-values < 0.001 ) in both cases and controls compared to other harmonization methods. Our results support the use of ComBat-GAM for harmonizing cortical thickness data aggregated from multiple sites and scanners to minimize confounds and increase statistical power.

Abstract Introduction Cortical thickness (CT) and surface area (SA) are established biomarkers of brain pathology in posttraumatic stress disorder (PTSD). Structural covariance networks (SCN) constructed from CT and SA may represent developmental associations, or unique interactions between brain regions, possibly influenced by a common causal antecedent. The ENIGMA-PGC PTSD Working Group aggregated PTSD and control subjects’ data from 29 cohorts in five countries (n=3439). Methods Using Destrieux Atlas, we built SCNs and compared centrality measures between PTSD subjects and controls. Centrality is a graph theory measure derived using SCN. Results Notable nodes with higher CT-based centrality in PTSD compared to controls were left fusiform gyrus, left superior temporal gyrus, and right inferior temporal gyrus. We found sex-based centrality differences in bilateral frontal lobe regions, left anterior cingulate, left superior occipital cortex and right ventromedial prefrontal cortex (vmPFC). Comorbid PTSD and MDD showed higher CT-based centrality in the right anterior cingulate gyrus, right parahippocampal gyrus and lower SA-based centrality in left insular gyrus. Conclusion Unlike previous studies with smaller sample sizes (≤318), our study found differences in centrality measures using a sample size of 3439 subjects. This is the first cross-sectional study to examine SCN interactions with age, sex, and comorbid MDD. Although limited to group level inferences, centrality measures offer insights into a node’s relationship to the entire functional connectome unlike approaches like seed-based connectivity or independent component analysis. Nodes having higher centrality have greater structural or functional connections, lending them invaluable for translational treatments like neuromodulation.

Abstract The gut microbiota is essential for host health and survival. Here, using samples from animals living in the Qinghai-Tibetan Plateau, we recovered 119,568 metagenome-assembled genomes (MAGs) that were clustered into 19,251 species-level genome bins (SGBs) of which most represent novel species. We present a novel mechanism shaping mammalian gut microbiomes using ancestral founder bacteria (AFB) as a core skeleton and recurring lineage-specific gains of microbial species that are transferred frequently among multiple hosts, not strictly limited by host phylogeny. Such lineage specific gains are responsible for increasing gut microbial diversity, maintaining functional stability, and endowing specific functions for host adaptions. Our analyses did not support the existence of co-phylogeny or co-speciation events between mammal hosts and their individual gut symbionts. The results presented in this study not only reveal novel unique gut microbial species and offer insight of value for understanding the diversity, stability, functionality of the mammalian gut microbiomes, and the co-evolution with their hosts, but also emphasize that animals living in extreme environments are a promising resource for the discovery of novel biological functions.

COVID-19 has caused a major epidemic worldwide, however, much is yet to be known about the epidemiology and evolution of the virus. One reason is that the challenges underneath sequencing HCoV-19 directly from clinical samples have not been completely tackled. Here we illustrate the application of amplicon and hybrid capture (capture)-based sequencing, as well as ultra-high-throughput metatranscriptomic (meta) sequencing in retrieving complete genomes, inter-individual and intra-individual variations of HCoV-19 from clinical samples covering a range of sample types and viral load. We also examine and compare the bias, sensitivity, accuracy, and other characteristics of these approaches in a comprehensive manner. This is, to date, the first work systematically implements amplicon and capture approaches in sequencing HCoV-19, as well as the first comparative study across methods. Our work offers practical solutions for genome sequencing and analyses of HCoV-19 and other emerging viruses.

ABSTRACT Wnt/β-catenin signaling has been well established as a potent inhibitor of adipogenesis. Here, we identified a population of adipocytes that exhibit persistent activity of Wnt/β-catenin signaling, as revealed by the Tcf / Lef-Gfp reporter allele, in embryonic and adult mouse fat depots, named as Wnt + adipocytes. We showed that the β-catenin-mediated signaling activation in these cells is Wnt ligand- and receptor-independent but relies on AKT/mTOR pathway and is essential for cell survival. Such adipocytes are distinct from classical ones in transcriptomic and genomic signatures and can be induced from various sources of mesenchymal stromal cells including human cells. Genetic lineage-tracing and targeted cell ablation studies revealed that these adipocytes convert into beige adipocytes directly and are also required for beige fat recruitment under thermal challenge, demonstrating both cell autonomous and non-cell autonomous roles in adaptive thermogenesis. Furthermore, mice bearing targeted ablation of these adipocytes exhibited glucose intolerance, while mice receiving exogenously supplied such cells manifested enhanced glucose utilization. Our studies uncover a unique adipocyte population in regulating beiging in adipose tissues and systemic glucose homeostasis.