1 Abstract Extracting species calls from passive acoustic recordings is a common preliminary step to ecological analysis. For many species, particularly those occupying noisy, acoustically variable habitats, the call extraction process continues to be largely manual, a time-consuming and increasingly unsustainable process. Deep neural networks have been shown to offer excellent performance across a range of acoustic classification applications, but are relatively underused in ecology. We describe the steps involved in developing an automated classifier for a passive acoustic monitoring project, using the identification of calls of the Hainan gibbon (Nomascus hainanus) , one of the world’s rarest mammal species, as a case study. This includes preprocessing - selecting a temporal resolution, windowing and annotation; data augmentation; processing - choosing and fitting appropriate neural network models; and postprocessing - linking model predictions to replace, or more likely facilitate, manual labelling. Our best model converted acoustic recordings into spectrogram images on the mel frequency scale, using these to train a convolutional neural network. Model predictions were highly accurate, with per-second false positive and false negative rates of 1.5% and 22.3%. Nearly all false negatives were at the fringes of calls, adjacent to segments where the call was correctly identified, so that very few calls were missed altogether. A postprocessing step identifying intervals of repeated calling reduced an eight-hour recording to, on average, 22 minutes for manual processing, and did not miss any calling bouts over 72 hours of test recordings. Gibbon calling bouts were detected regularly in multi-month recordings from all selected survey points within Bawangling National Nature Reserve, Hainan. We demonstrate that passive acoustic monitoring incorporating an automated classifier represents an effective tool for remote detection of one of the world’s rarest and most threatened species. Our study highlights the viability of using neural networks to automate or greatly assist the manual labelling of data collected by passive acoustic monitoring projects. We emphasise that model development and implementation be informed and guided by ecological objectives, and increase accessibility of these tools with a series of notebooks that allow users to build and deploy their own acoustic classifiers.

Abstract Seed plants comprise angiosperms and gymnosperms. The latter includes gnetophytes, cycads, Ginkgo, and conifers. Conifers are distributed worldwide, with 630 species distributed across eight families and 70 genera. Their distinctiveness has triggered much debate on their origin, evolution, and phylogenetic placement among seed plants. To better understand the evolution of gymnosperms and their relation to other seed plants, we report here a high-quality genome sequence for a tree species, Chinese fir ( Cunninghamia lanceolata ), which has excellent timber quality and high aluminum adaptability and is a member of Cupressaceae with high levels of heterozygosity. We assembled an 11.24 Gb genome with a contig N50 value of 2.15 Mb and anchored the 10.89 Gb sequence to 11 chromosomes. Phylogenomic analyses showed that cycads sister to Ginkgo, which place to sister in all gymnosperm lineages, and Gnetales within conifers sister to Pinaceae. Whole-genome duplication (WGD) analysis showed that the ancestor of seed plants has differentiated into angiosperms and gymnosperms after having experienced a WGD event. The ancestor of extant gymnosperm has experienced a gymnosperm-specific WGD event and the extant angiosperms do not share a common WGD before their most recent common ancestor diverged into existing angiosperms lineages. Analysis of the MADS-box gene family of C. lanceolata revealed the developmental mechanism of the reproductive organs in C. lanceolata , which supported the (A)B(C) model of the development of gymnosperms reproductive organs. In addition, astringent seeds and shedding of whole branches (with withered leaves) might be a strategy of C. lanceolata that evolved during long-term adaptation to an aluminum-rich environment. The findings also reveal the molecular regulation mechanism of shade tolerance in C. lanceolata seedlings. Our results improve the resolution of ancestral genomic features within seed plants and the knowledge of genome evolution and diversification of gymnosperms.

The International Mouse Phenotyping Consortium reports the generation of new mouse mutant strains for over 5,000 genes from targeted embryonic stem cells on the C57BL/6N genetic background. This includes 2,850 null alleles for which no equivalent mutant mouse line exists, 2,987 novel conditional-ready alleles, and 4,433 novel reporter alleles. This nearly triples the number of genes with reporter alleles and almost doubles the number of conditional alleles available to the scientific community. When combined with more than 30 years of community effort, the total mutant allele mouse resource covers more than half of the genome. The extensively validated collection is archived and distributed through public repositories, facilitating availability to the worldwide biomedical research community, and expanding our understanding of gene function and human disease.

Epstein-Barr virus (EBV) infection is ubiquitous worldwide and associated with multiple cancers including nasopharyngeal carcinoma (NPC). The role of EBV viral genomic variation in NPC development and its striking endemicity in southern China has been poorly explored. Through large-scale genome sequencing and association study of EBV isolates from China, we identified two non-synonymous EBV variants within BALF2 strongly associated with NPC risk (conditional P value 1.75 X 10-6 for SNP162476_C and 3.23 X 10-13 for SNP163364_T), whose cumulative effects contributed to 83% of the overall risk in southern China. Phylogenetic analysis of the risk variants revealed a unique origin in southern China followed by clonal expansion. EBV BALF2 haplotype carrying the risk variants were shown to reduce viral lytic DNA replication, as a result potentially promoting viral latency. Our discovery has not only provided insight to the unique endemic pattern of NPC occurrence in southern China, but also paved the way for the identification of individuals at high risk of NPC and effective intervention program to reduce the disease burden in southern China.

ABSTRACT Damage in COVID-19 results from both the SARS-CoV-2 virus and its triggered overreactive host immune responses. Therapeutic agents that focus solely on reducing viral load or hyperinflammation fail to provide satisfying outcomes in all cases. Although viral and cellular factors have been extensively profiled to identify potential anti-COVID targets, new drugs with significant efficacy remain to be developed. Here, we report the potent preclinical efficacy of ALD-R491, a vimentin-targeting small molecule compound, in treating COVID-19 through its host-directed antiviral and anti-inflammatory actions. We found that by altering the physical properties of vimentin filaments, ALD-491 affected general cellular processes as well as specific cellular functions relevant to SARS-CoV-2 infection. Specifically, ALD-R491 reduced endocytosis, endosomal trafficking, and exosomal release, thus impeding the entry and egress of the virus; increased the microcidal capacity of macrophages, thus facilitating the pathogen clearance; and enhanced the activity of regulatory T cells, therefore suppressing the overreactive immune responses. In cultured cells, ALD-R491 potently inhibited the SARS-CoV-2 spike protein and human ACE2-mediated pseudoviral infection. In aged mice with ongoing, productive SARS-CoV-2 infection, ALD-R491 reduced disease symptoms as well as lung damage. In rats, ALD-R491 also reduced bleomycin-induced lung injury and fibrosis. Our results indicate a unique mechanism and significant therapeutic potential for ALD-R491 against COVID-19. We anticipate that ALD-R491, an oral, fast-acting, and non-toxic agent targeting the cellular protein with multipart actions, will be convenient, safe, and broadly effective, regardless of viral mutations, for patients with early- or late-stage disease, post-COVID complications and other related diseases. IMPORTANCE With the Delta variant currently fueling a resurgence of new infections in the fully-vaccinated population, developing an effective therapeutic drug is especially critical and urgent in fighting COVID-19. In contrast to the many efforts to repurpose existing drugs or address only one aspect of COVID-19, we are developing a novel agent with first-in-class mechanism-of-actions that address both the viral infection and the overactive immune system in the pathogenesis of the disease. Unlike virus-directed therapeutics that may lose efficacy due to viral mutations and immunosuppressants that require ideal timing to be effective, this agent, with its unique host-directed antiviral and anti-inflammatory actions, can work against all variants of the virus, be effective during all stages of the disease, and even resolve post-disease damage and complications. A further development of the compound will provide an important tool in the fight against COVID-19, its complications, as well as future outbreaks of new viruses.