Kisspeptins are products of the Kiss1 gene, which bind to GPR54, a G protein-coupled receptor. Kisspeptins and GPR54 have been implicated in the neuroendocrine regulation of GnRH secretion. To test the hypothesis that testosterone regulates Kiss1 gene expression, we compared the expression of KiSS-1 mRNA among groups of intact, castrated, and castrated/testosterone (T)-treated male mice. In the arcuate nucleus (Arc), castration resulted in a significant increase in KiSS-1 mRNA, which was completely reversed with T replacement, whereas in the anteroventral periventricular nucleus, the results were the opposite, i.e. castration decreased and T increased KiSS-1 mRNA expression. In the Arc, the effects of T on KiSS-1 mRNA were completely mimicked by estrogen but only partially mimicked by dihydrotestosterone, a nonaromatizable androgen, suggesting that both estrogen receptor (ER) and androgen receptor (AR) play a role in T-mediated regulation of KiSS-1. Studies of the effects of T on KiSS-1 expression in mice with either a deletion of the ERα or a hypomorphic allele to the AR revealed that the effects of T are mediated by both ERα and AR pathways, which was confirmed by the presence of either ERα or AR coexpression in most KiSS-1 neurons in the Arc. These observations suggest that KiSS-1 neurons in the Arc, whose transcriptional activity is inhibited by T, are targets for the negative feedback regulation of GnRH secretion, whereas KiSS-1 neurons in the anteroventral periventricular nucleus, whose activity is stimulated by T, may mediate other T-dependent processes.

DNA damage-activated nuclease identified Cells that experience stresses and accumulate excessive damage to DNA undergo cell death mediated by a nuclear enzyme known as PARP-1. During this process, apoptosis-inducing factor (AIF) translocates to the nucleus and activates one or more nucleases to cleave DNA. Wang et al. found that macrophage migration inhibitory factor (MIF) is an AIF-associated endonuclease that contributes to PARP-1-induced DNA fragmentation (see the Perspective by Jonas). In mouse neurons in culture, loss of MIF protected neurons from cell death caused by excessive stimulation. Targeting MIF could thus provide a therapeutic strategy against diseases in which PARP-1 activation is excessive. Science , this issue p. 82 ; see also p. 36

Stroke is a major cause of mortality and morbidity worldwide. Extracellular glutamate accumulation leading to overstimulation of the ionotropic glutamate receptors mediates neuronal injury in stroke and in neurodegenerative disorders. Here we show that miR-223 controls the response to neuronal injury by regulating the functional expression of the glutamate receptor subunits GluR2 and NR2B in brain. Overexpression of miR-223 lowers the levels of GluR2 and NR2B by targeting 3′-UTR target sites (TSs) in GluR2 and NR2B, inhibits NMDA-induced calcium influx in hippocampal neurons, and protects the brain from neuronal cell death following transient global ischemia and excitotoxic injury. MiR-223 deficiency results in higher levels of NR2B and GluR2, enhanced NMDA-induced calcium influx, and increased miniature excitatory postsynaptic currents in hippocampal neurons. In addition, the absence of MiR-223 leads to contextual, but not cued memory deficits and increased neuronal cell death following transient global ischemia and excitotoxicity. These data identify miR-223 as a major regulator of the expression of GluR2 and NR2B, and suggest a therapeutic role for miR-223 in stroke and other excitotoxic neuronal disorders.

Viruses play crucial roles in the ecology of microbial communities, yet they remain relatively understudied in their native environments. Despite many advancements in high-throughput whole-genome sequencing (WGS), sequence assembly, and annotation of viruses, the reconstruction of full-length viral genomes directly from metagenomic sequencing is possible only for the most abundant phages and requires long-read sequencing technologies. Additionally, the prediction of their cellular hosts remains difficult from conventional metagenomic sequencing alone. To address these gaps in the field and to accelerate the study of viruses directly in their native microbiomes, we developed an end-to-end bioinformatics platform for viral genome reconstruction and host attribution from metagenomic data using proximity-ligation sequencing (i.e., Hi-C). We demonstrate the capabilities of the platform by recovering and characterizing the metavirome of a variety of metagenomes, including a fecal microbiome that has also been sequenced with accurate long reads, allowing for the assessment and benchmarking of the new methods. The platform can accurately extract numerous near-complete viral genomes even from highly fragmented short-read assemblies and can reliably predict their cellular hosts with minimal false positives. To our knowledge, this is the first software for performing these tasks. Being significantly cheaper than long-read sequencing of comparable depth, the incorporation of proximity-ligation sequencing in microbiome research shows promise to greatly accelerate future advancements in the field.

6036 Background: BM is a rare complication of HNSCC that carries a high rate of morbidity and poor prognosis. Clinical risk factors, molecular characteristics, and the immunogenicity of HNSCC BM are not well defined, leaving a critical knowledge gap in this field. We performed one of the largest multi-institutional analyses summarizing the clinical, molecular, and immunologic profile of 61 cases of BM-HNSCC. Methods: We conducted a pooled analysis of the clinical characteristics pertaining to BM-HNSCC from 3 academic institutions (n=24). Next-generation sequencing (NGS) and immune profiling (IP) of primary and BM specimens was conducted on a subset of cases (n=19 and n=16, respectively); there were 3 paired samples for NGS and 0 for IP. Four samples (2 BM and 2 non-BM) were submitted to Phase Genomics, Inc for evaluation of structural variants in BM genomes by proximity ligation sequencing (PLS). These results were complimented by a comparative analysis of genomic alterations in an additional cohort of BM (n=37) and local samples (n=4082) submitted for NGS at Foundation Medicine, Inc (FMI). Statistical comparisons were done using Fisher’s exact testing of 2x2 contingency tables with p-values controlled for FDR by the Benjamini-Hochberg procedure. Results: Clinical features were as follows: median age at diagnosis 59 years, 75% male, 55% current/former smokers, 75% oropharyngeal primary, and 84% HPV+ or p16+. The most frequently altered genes in BM specimens (62% HPV/p16+) were ATM (54%), KMT2A (54%), PTEN (46%), RB1 (46%), and TP53 (46%). BM and non-BM samples demonstrated significant levels of structural rearrangement ranging from 9 to 90 variants by PLS. IP identified lower densities of CD8+, PD1+, PDL1+, and FOXP3+ cells in BMs compared to primary tumors. PDL1 combined positive scores were <1% in 12/13 unpaired samples (92%; 10 BM and 2 primary). The FMI BM-HNSCC cohort (51% HPV+) identified CDKN2A (40.5%), TP53 (37.8%), and PIK3CA (27.0%) as the most frequently altered genes. Enrichment analysis of the FMI cohort showed MAP2K2 alterations significantly enriched in BM (11.8% vs 6.4%, P=0.005) and TSC1 alterations significantly enriched in the local site (67.3% vs 37.8%, P=0.008). HPV+ was also significantly enriched in the BM cohort (51.25% vs 26.11%, P=0.001). Overall survival from BM diagnosis was 6m (range 0-27m). Conclusions: HNSCC patients with BM have higher-than-expected proportions of oropharyngeal primary site and HPV/p16-positivity. The most frequent molecular alterations in BM samples are also commonly found in non-BM HNSCC, including targetable PIK3CA alterations. MAP2K2 alterations were significantly enriched in BM compared to non-BM samples, which warrants further investigation. BM samples also tended to have lower markers of immunogenicity. This latter finding could have important clinical implications when considering immunotherapy or immune-modulating drugs.

The cynomolgus macaque is a non-human primate model, heavily used in biomedical research, but with outdated genomic resources. Here we have used the latest long-read sequencing technologies in order to assemble a fully phased, chromosome-level assembly for the cynomolgus macaque. We have built a hybrid assembly with PacBio, 10x Genomics, and HiC technologies, resulting in a diploid assembly that spans a length of 5.1 Gb with a total of 16,741 contigs (N50 of 0.86Mb) contained in 370 scaffolds (N50 of 138 Mb) positioned on 42 chromosomes (21 homologous pairs). This assembly is highly homologous to former assemblies and identifies novel inversions and provides higher confidence in the genetic architecture of the cynomolgus macaque genome. A demographic estimation is also able to capture the recent genetic bottleneck in the Mauritius population, from which the sequenced individual originates. We offer this resource as an enablement for genetic tools to be built around this important model for biomedical research.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

Experience-dependent neuronal activity regulates the translation of mRNA, supporting memory formation. We have developed a new method termed translating ribosome affinity purification and ribosome profiling (TRiP) which allows us to determine cell type-specific ribosome occupancy of mRNA with nucleotide resolution. Using TRiP we show that a memory-inducing experience creates a distinct translational state in mouse CA1 pyramidal cells. The experience-dependent translation state is characterized by enhanced translation of protein-coding open reading frames (ORFs) including numerous components of the actin cytoskeleton and calcium/calmodulin binding proteins, and by decreased translation of a defined subset of genes containing upstream ORFs (uORFs). Using animals heterozygous for an unphosphorylatable allele of the eukaryotic translation initiation factor 2α (eIF2α), we show that dephosphorylation of eIF2α contributes significantly to the experience-dependent translation state. These observations demonstrate that TRiP is a valuable methodology for studying physiologically relevant changes in translational state in genetically defined cell types.