The Pacific oyster Crassostrea gigas belongs to one of the most species-rich but genomically poorly explored phyla, the Mollusca. Here we report the sequencing and assembly of the oyster genome using short reads and a fosmid-pooling strategy, along with transcriptomes of development and stress response and the proteome of the shell. The oyster genome is highly polymorphic and rich in repetitive sequences, with some transposable elements still actively shaping variation. Transcriptome studies reveal an extensive set of genes responding to environmental stress. The expansion of genes coding for heat shock protein 70 and inhibitors of apoptosis is probably central to the oyster’s adaptation to sessile life in the highly stressful intertidal zone. Our analyses also show that shell formation in molluscs is more complex than currently understood and involves extensive participation of cells and their exosomes. The oyster genome sequence fills a void in our understanding of the Lophotrochozoa. The sequencing and assembly of the highly polymorphic oyster genome through a combination of short reads and fosmid pooling, complemented with extensive transcriptome analysis of development and stress response and proteome analysis of the shell, provides new insight into oyster biology and adaptation to a highly changeable environment. Oysters are keystone species in estuarine ecology and among the most important aquaculture species worldwide. The sequencing and assembly of the genome of the Pacific oyster, Crassostrea gigas, are now reported. Comparisons with other genomes reveal an expansion of defence genes as an adaptation to life as a sessile species in the intertidal zone, a surprisingly complex pathway for shell formation and dramatic evolution of genes related to larval development, highlighting their adaptive significance for marine invertebrates.

The gut microbiota has been linked to cardiovascular diseases. However, the composition and functional capacity of the gut microbiome in relation to cardiovascular diseases have not been systematically examined. Here, we perform a metagenome-wide association study on stools from 218 individuals with atherosclerotic cardiovascular disease (ACVD) and 187 healthy controls. The ACVD gut microbiome deviates from the healthy status by increased abundance of Enterobacteriaceae and Streptococcus spp. and, functionally, in the potential for metabolism or transport of several molecules important for cardiovascular health. Although drug treatment represents a confounding factor, ACVD status, and not current drug use, is the major distinguishing feature in this cohort. We identify common themes by comparison with gut microbiome data associated with other cardiometabolic diseases (obesity and type 2 diabetes), with liver cirrhosis, and rheumatoid arthritis. Our data represent a comprehensive resource for further investigations on the role of the gut microbiome in promoting or preventing ACVD as well as other related diseases.The gut microbiota may play a role in cardiovascular diseases. Here, the authors perform a metagenome-wide association study on stools from individuals with atherosclerotic cardiovascular disease and healthy controls, identifying microbial strains and functions associated with the disease.

We performed the first proteogenomic characterization of hepatitis B virus (HBV)-related hepatocellular carcinoma (HCC) using paired tumor and adjacent liver tissues from 159 patients. Integrated proteogenomic analyses revealed consistency and discordance among multi-omics, activation status of key signaling pathways, and liver-specific metabolic reprogramming in HBV-related HCC. Proteomic profiling identified three subgroups associated with clinical and molecular attributes including patient survival, tumor thrombus, genetic profile, and the liver-specific proteome. These proteomic subgroups have distinct features in metabolic reprogramming, microenvironment dysregulation, cell proliferation, and potential therapeutics. Two prognostic biomarkers, PYCR2 and ADH1A, related to proteomic subgrouping and involved in HCC metabolic reprogramming, were identified. CTNNB1 and TP53 mutation-associated signaling and metabolic profiles were revealed, among which mutated CTNNB1-associated ALDOA phosphorylation was validated to promote glycolysis and cell proliferation. Our study provides a valuable resource that significantly expands the knowledge of HBV-related HCC and may eventually benefit clinical practice.

Reports on bacteria detected in maternal fluids during pregnancy are typically associated with adverse consequences, and whether the female reproductive tract harbours distinct microbial communities beyond the vagina has been a matter of debate. Here we systematically sample the microbiota within the female reproductive tract in 110 women of reproductive age, and examine the nature of colonisation by 16S rRNA gene amplicon sequencing and cultivation. We find distinct microbial communities in cervical canal, uterus, fallopian tubes and peritoneal fluid, differing from that of the vagina. The results reflect a microbiota continuum along the female reproductive tract, indicative of a non-sterile environment. We also identify microbial taxa and potential functions that correlate with the menstrual cycle or are over-represented in subjects with adenomyosis or infertility due to endometriosis. The study provides insight into the nature of the vagino-uterine microbiome, and suggests that surveying the vaginal or cervical microbiota might be useful for detection of common diseases in the upper reproductive tract.Whether the female reproductive tract harbours distinct microbiomes beyond the vagina has been a matter of debate. Here, the authors show a subject-specific continuity in microbial communities at six sites along the female reproductive tract, indicative of a non-sterile environment.

Significance The two pepper genomes together with 20 resequencing accessions, including 3 accessions that are classified as semiwild/wild, provide a better understanding of the evolution, domestication, and divergence of various pepper species and ultimately, will enhance future genetic improvement of this important worldwide crop.

Summary

 We performed the first proteogenomic study on a prospectively collected colon cancer cohort. Comparative proteomic and phosphoproteomic analysis of paired tumor and normal adjacent tissues produced a catalog of colon cancer-associated proteins and phosphosites, including known and putative new biomarkers, drug targets, and cancer/testis antigens. Proteogenomic integration not only prioritized genomically inferred targets, such as copy-number drivers and mutation-derived neoantigens, but also yielded novel findings. Phosphoproteomics data associated Rb phosphorylation with increased proliferation and decreased apoptosis in colon cancer, which explains why this classical tumor suppressor is amplified in colon tumors and suggests a rationale for targeting Rb phosphorylation in colon cancer. Proteomics identified an association between decreased CD8 T cell infiltration and increased glycolysis in microsatellite instability-high (MSI-H) tumors, suggesting glycolysis as a potential target to overcome the resistance of MSI-H tumors to immune checkpoint blockade. Proteogenomics presents new avenues for biological discoveries and therapeutic development.

Non-targeted metabolomics based on mass spectrometry enables high-throughput profiling of the metabolites in a biological sample. The large amount of data generated from mass spectrometry requires intensive computational processing for annotation of mass spectra and identification of metabolites. Computational analysis tools that are fully integrated with multiple functions and are easily operated by users who lack extensive knowledge in programing are needed in this research field.We herein developed an R package, metaX, that is capable of end-to-end metabolomics data analysis through a set of interchangeable modules. Specifically, metaX provides several functions, such as peak picking and annotation, data quality assessment, missing value imputation, data normalization, univariate and multivariate statistics, power analysis and sample size estimation, receiver operating characteristic analysis, biomarker selection, pathway annotation, correlation network analysis, and metabolite identification. In addition, metaX offers a web-based interface ( http://metax.genomics.cn ) for data quality assessment and normalization method evaluation, and it generates an HTML-based report with a visualized interface. The metaX utilities were demonstrated with a published metabolomics dataset on a large scale. The software is available for operation as either a web-based graphical user interface (GUI) or in the form of command line functions. The package and the example reports are available at http://metax.genomics.cn/ .The pipeline of metaX is platform-independent and is easy to use for analysis of metabolomics data generated from mass spectrometry.

Summary

 To elucidate the deregulated functional modules that drive clear cell renal cell carcinoma (ccRCC), we performed comprehensive genomic, epigenomic, transcriptomic, proteomic, and phosphoproteomic characterization of treatment-naive ccRCC and paired normal adjacent tissue samples. Genomic analyses identified a distinct molecular subgroup associated with genomic instability. Integration of proteogenomic measurements uniquely identified protein dysregulation of cellular mechanisms impacted by genomic alterations, including oxidative phosphorylation-related metabolism, protein translation processes, and phospho-signaling modules. To assess the degree of immune infiltration in individual tumors, we identified microenvironment cell signatures that delineated four immune-based ccRCC subtypes characterized by distinct cellular pathways. This study reports a large-scale proteogenomic analysis of ccRCC to discern the functional impact of genomic alterations and provides evidence for rational treatment selection stemming from ccRCC pathobiology.

To explore the biology of lung adenocarcinoma (LUAD) and identify new therapeutic opportunities, we performed comprehensive proteogenomic characterization of 110 tumors and 101 matched normal adjacent tissues (NATs) incorporating genomics, epigenomics, deep-scale proteomics, phosphoproteomics, and acetylproteomics. Multi-omics clustering revealed four subgroups defined by key driver mutations, country, and gender. Proteomic and phosphoproteomic data illuminated biology downstream of copy number aberrations, somatic mutations, and fusions and identified therapeutic vulnerabilities associated with driver events involving KRAS, EGFR, and ALK. Immune subtyping revealed a complex landscape, reinforced the association of STK11 with immune-cold behavior, and underscored a potential immunosuppressive role of neutrophil degranulation. Smoking-associated LUADs showed correlation with other environmental exposure signatures and a field effect in NATs. Matched NATs allowed identification of differentially expressed proteins with potential diagnostic and therapeutic utility. This proteogenomics dataset represents a unique public resource for researchers and clinicians seeking to better understand and treat lung adenocarcinomas.

We undertook a comprehensive proteogenomic characterization of 95 prospectively collected endometrial carcinomas, comprising 83 endometrioid and 12 serous tumors. This analysis revealed possible new consequences of perturbations to the p53 and Wnt/β-catenin pathways, identified a potential role for circRNAs in the epithelial-mesenchymal transition, and provided new information about proteomic markers of clinical and genomic tumor subgroups, including relationships to known druggable pathways. An extensive genome-wide acetylation survey yielded insights into regulatory mechanisms linking Wnt signaling and histone acetylation. We also characterized aspects of the tumor immune landscape, including immunogenic alterations, neoantigens, common cancer/testis antigens, and the immune microenvironment, all of which can inform immunotherapy decisions. Collectively, our multi-omic analyses provide a valuable resource for researchers and clinicians, identify new molecular associations of potential mechanistic significance in the development of endometrial cancers, and suggest novel approaches for identifying potential therapeutic targets.