Abstract The CD19 antigen, expressed on most B-cell acute lymphoblastic leukemias (B-ALL), can be targeted with chimeric antigen receptor–armed T cells (CART-19), but relapses with epitope loss occur in 10% to 20% of pediatric responders. We detected hemizygous deletions spanning the CD19 locus and de novo frameshift and missense mutations in exon 2 of CD19 in some relapse samples. However, we also discovered alternatively spliced CD19 mRNA species, including one lacking exon 2. Pull-down/siRNA experiments identified SRSF3 as a splicing factor involved in exon 2 retention, and its levels were lower in relapsed B-ALL. Using genome editing, we demonstrated that exon 2 skipping bypasses exon 2 mutations in B-ALL cells and allows expression of the N-terminally truncated CD19 variant, which fails to trigger killing by CART-19 but partly rescues defects associated with CD19 loss. Thus, this mechanism of resistance is based on a combination of deleterious mutations and ensuing selection for alternatively spliced RNA isoforms. Significance: CART-19 yield 70% response rates in patients with B-ALL, but also produce escape variants. We discovered that the underlying mechanism is the selection for preexisting alternatively spliced CD19 isoforms with the compromised CART-19 epitope. This mechanism suggests a possibility of targeting alternative CD19 ectodomains, which could improve survival of patients with B-cell neoplasms. Cancer Discov; 5(12); 1282–95. ©2015 AACR. See related commentary by Jackson and Brentjens, p. 1238. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1225

Alternative splicing (AS) can critically affect gene function and disease, yet mapping splicing variations remains a challenge. Here, we propose a new approach to define and quantify mRNA splicing in units of local splicing variations (LSVs). LSVs capture previously defined types of alternative splicing as well as more complex transcript variations. Building the first genome wide map of LSVs from twelve mouse tissues, we find complex LSVs constitute over 30% of tissue dependent transcript variations and affect specific protein families. We show the prevalence of complex LSVs is conserved in humans and identify hundreds of LSVs that are specific to brain subregions or altered in Alzheimer's patients. Amongst those are novel isoforms in the Camk2 family and a novel poison exon in Ptbp1, a key splice factor in neurogenesis. We anticipate the approach presented here will advance the ability to relate tissue-specific splice variation to genetic variation, phenotype, and disease.

Delivering a keynote talk at a conference organized by a scientific society or being named as a fellow by such a society indicates that a scientist is held in high regard by their colleagues. To explore if the distribution of such indicators of esteem in the field of bioinformatics reflects the composition of this field, we compared the gender, name origin, and country of affiliation of 412 honorees from the “International Society for Computational Biology” (75 fellows and 337 keynote speakers) with over 170,000 last authorships on computational biology papers between 1993 and 2019. The proportion of honors bestowed on women was similar to that of the field’s overall last authorship rate. However, names of East Asian origin have been persistently underrepresented among honorees. Moreover, there were roughly twice as many honors bestowed on scientists with an affiliation in the United States as expected based on literature authorship.A record of this paper’s transparent peer review process is included in the supplemental information.

Abstract Delivering a keynote talk at a conference organized by a scientific society, or being named as a fellow by such a society, indicates that a scientist is held in high regard by their colleagues. To explore if the distribution of such indicators of esteem in the field of bioinformatics reflects the composition of this field, we compared the gender, name-origin, country of affiliation and race/ethnicity of 412 researchers who had been recognized by the International Society for Computational Biology (75 fellows and 337 keynote speakers) with over 170,000 researchers who had been the last authors on computational biology papers between 1993 and 2019. The proportion of female fellows and keynote speakers was similar to that of the field overall. However, names of East Asian origin have been persistently underrepresented among fellows and keynote speakers. Moreover, fellows and keynote speakers with an affiliation in the United States were overrepresented by a factor of 2.1; almost two thirds of this excess was accounted for by a deficit of 101 fellows and keynote authors from China, India, France and Italy. Within the US, we found an excess of white fellows and keynote speakers and a depletion of Asian fellows and keynote speakers.

The ubiquity of RNA-seq has led to many methods that use RNA-seq data to analyze variations in RNA splicing. However, available methods are not well suited for handling heterogeneous and large datasets. Such datasets scale to thousands of samples across dozens of experimental conditions, exhibit increased variability compared to biological replicates, and involve thousands of unannotated splice variants resulting in increased transcriptome complexity. We describe here a suite of algorithms and tools implemented in the MAJIQ v2 package to address challenges in detection, quantification, and visualization of splicing variations from such datasets. Using both large scale synthetic data and GTEx v8 as benchmark datasets, we demonstrate that the approaches in MAJIQ v2 outperform existing methods. We then apply MAJIQ v2 package to analyze differential splicing across 2,335 samples from 13 brain subregions, demonstrating its ability to offer new insights into brain subregion-specific splicing regulation.

Abstract Previously we showed that the germline-specific RNA binding protein RBMXL2 is essential for male meiosis where it represses cryptic splicing patterns (1). Here we find that its ubiquitously expressed paralog RBMX helps underpin human genome stability by preventing non-productive splicing. In particular, RBMX blocks selection of aberrant splice and polyadenylation sites within some ultra-long exons that would interfere with genes needed for normal replication fork activity. Target exons include within the ETAA1 ( Ewings Tumour Associated 1 ) gene, where RBMX collaborates with its interaction partner Tra2β to enable full-length exon inclusion by blocking selection of an aberrant 3’ splice site. Our data reveal a novel group of RNA processing targets potently repressed by RBMX, and help explain why RBMX is associated with gene expression networks in cancer, replication and sensitivity to genotoxic drugs.

The tremendous rate with which data is generated and analysis methods emerge makes it increasingly difficult to keep track of their domain of applicability, assumptions, and limitations and consequently, of the efficacy and precision with which they solve specific tasks. Therefore, there is an increasing need for benchmarks, and for the provision of infrastructure for continuous method evaluation. APAeval is an international community effort, organized by the RNA Society in 2021, to benchmark tools for the identification and quantification of the usage of alternative polyadenylation (APA) sites from short-read, bulk RNA-sequencing (RNA-seq) data. Here, we reviewed 17 tools and benchmarked eight on their ability to perform APA identification and quantification, using a comprehensive set of RNA-seq experiments comprising real, synthetic, and matched 3'-end sequencing data. To support continuous benchmarking, we have incorporated the results into the OpenEBench online platform, which allows for seamless extension of the set of methods, metrics, and challenges. We envisage that our analyses will assist researchers in selecting the appropriate tools for their studies. Furthermore, the containers and reproducible workflows generated in the course of this project can be seamlessly deployed and extended in the future to evaluate new methods or datasets.

Abstract We previously showed that the germ cell specific nuclear protein RBMXL2 represses cryptic splicing patterns during meiosis and is required for male fertility. It has remained unknown whether RBMXL2 evolved its role in splicing repression to deal with the transcriptionally permissive environment of meiosis or might fulfil a function required in all cells. RBMXL2 evolved from the X-linked RBMX gene, which is silenced during meiosis due to sex chromosome inactivation. Here we find that like RBMXL2, RBMX primarily operates as a splicing repressor in somatic cells, and specifically regulates a distinct class of exons that exceed the median human exon size. RBMX protein-RNA interactions are enriched within ultra-long exons, particularly within genes involved in genome stability, and RBMX represses the selection of cryptic splice sites that would compromise gene function. These similarities in overall function suggested that RBMXL2 during meiosis might replace the otherwise ubiquitous RBMX protein. To test this prediction we carried out inducible expression of RBMXL2 and the more distantly related RBMY protein in somatic cells, finding each could rescue aberrant patterns of RNA processing in response to RBMX depletion. The C-terminal disordered domain of RBMXL2 is sufficient to rescue proper splicing control after RBMX depletion. Our data indicate that RBMXL2 replaces RBMX during meiosis, and these proteins have maintained parallel roles that must have been conserved over at least 200 million years of mammalian evolution. We propose RBMX family proteins are important for the splicing inclusion of ultra-long exons because these are particularly susceptible to disruption by cryptic splice site selection.

Analysis of RNA sequencing (RNA-Seq) data have highlighted the fact that most genes undergo alternative splicing (AS) and that these patterns are tightly regulated. Many of these events are complex, resulting in numerous possible isoforms that quickly become difficult to visualize, interpret, and experimentally validate. To address these challenges, We developed MAJIQ-SPEL, a web-tool that takes as input local splicing variations (LSVs) quantified from RNA-Seq data and provides users with visualization and quantification of gene isoforms associated with those. Importantly, MAJIQ-SPEL is able to handle both classical (binary) and complex (non-binary) splicing variations. Using a matching primer design algorithm it also suggests users possible primers for experimental validation by RT-PCR and displays those, along with the matching protein domains affected by the LSV, on UCSC Genome Browser for further downstream analysis. Program and code will be available at http://majiq.biociphers.org/majiq-spel

Over 95% of human multi-exon genes undergo alternative splicing, a process important in normal development and often dysregulated in disease. We sought to analyze the global splicing regulatory network of CELF2 in human T cells, a well-studied splicing regulator critical to T cell development and function. By integrating high-throughput sequencing data for binding and splicing quantification with sequence features and probabilistic splicing code models, we find evidence of splicing antagonism between CELF2 and the RBFOX family of splicing factors. We validate this functional antagonism through knockdown and overexpression experiments in human cells and find CELF2 represses RBFOX2 mRNA and protein levels. Because both families of proteins have been implicated in the development and maintenance of neuronal, muscle, and heart tissues, we analyzed publicly available data in these systems. Our analysis suggests global, antagonistic co-regulation of splicing by the CELF and RBFOX proteins in mouse muscle and heart in several physiologically relevant targets including proteins involved in calcium signaling and members of the MEF2 family of transcription factors. Importantly, a number of these co-regulated events are aberrantly spliced in mouse models and human patients with diseases that affect these tissues including heart failure, diabetes, or myotonic dystrophy. Finally, analysis of exons regulated by ancient CELF family homologs in chicken, and Drosophila suggests this antagonism is conserved through evolution.