Sites where RNA editing occurs can be found using RNA-Seq, but false positives confound the data analysis. Peng et al. describe algorithms for accurately calling editing events, and apply them to identify ~22,600 events, mostly A→G changes, in a human transcriptome. RNA editing is a post-transcriptional event that recodes hereditary information. Here we describe a comprehensive profile of the RNA editome of a male Han Chinese individual based on analysis of ∼767 million sequencing reads from poly(A)+, poly(A)− and small RNA samples. We developed a computational pipeline that carefully controls for false positives while calling RNA editing events from genome and whole-transcriptome data of the same individual. We identified 22,688 RNA editing events in noncoding genes and introns, untranslated regions and coding sequences of protein-coding genes. Most changes (∼93%) converted A to I(G), consistent with known editing mechanisms based on adenosine deaminase acting on RNA (ADAR). We also found evidence of other types of nucleotide changes; however, these were validated at lower rates. We found 44 editing sites in microRNAs (miRNAs), suggesting a potential link between RNA editing and miRNA-mediated regulation. Our approach facilitates large-scale studies to profile and compare editomes across a wide range of samples.

Summary

 The bowhead whale (Balaena mysticetus) is estimated to live over 200 years and is possibly the longest-living mammal. These animals should possess protective molecular adaptations relevant to age-related diseases, particularly cancer. Here, we report the sequencing and comparative analysis of the bowhead whale genome and two transcriptomes from different populations. Our analysis identifies genes under positive selection and bowhead-specific mutations in genes linked to cancer and aging. In addition, we identify gene gain and loss involving genes associated with DNA repair, cell-cycle regulation, cancer, and aging. Our results expand our understanding of the evolution of mammalian longevity and suggest possible players involved in adaptive genetic changes conferring cancer resistance. We also found potentially relevant changes in genes related to additional processes, including thermoregulation, sensory perception, dietary adaptations, and immune response. Our data are made available online (http://www.bowhead-whale.org) to facilitate research in this long-lived species.

Mounting evidence demonstrates that long noncoding RNAs (lncRNAs) have critical roles during the initiation and progression of cancers. In this study, we report that the small nucleolar RNA host gene 1 (SNHG1) is involved in colorectal cancer progression.We analyzed RNA sequencing data to explore abnormally expressed lncRNAs in colorectal cancer. The effects of SNHG1 on colorectal cancer were investigated through in vitro and in vivo assays (i.e., CCK-8 assay, colony formation assay, flow cytometry assay, EdU assay, xenograft model, immunohistochemistry, and western blot). The mechanism of SNHG1 action was explored through bioinformatics, RNA fluorescence in situ hybridization, luciferase reporter assay, RNA pull-down assay, chromatin immunoprecipitation assay and RNA immunoprecipitation assay.Our analysis revealed that SNHG1 was upregulated in human colorectal cancer tissues, and high SNHG1 expression was associated with reduced patient survival. We also found that high SNHG1 expression was partly induced by SP1. Moreover, SNHG1 knockdown significantly repressed colorectal cancer cells growth both in vitro and in vivo. Mechanistic investigations demonstrated that SNHG1 could directly interact with Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) and modulate the histone methylation of promoter of Kruppel like factor 2 (KLF2) and Cyclin dependent kinase inhibitor 2B (CDKN2B) in the nucleus. In the cytoplasm, SNHG1 acted as a sponge for miR-154-5p, reducing its ability to repress Cyclin D2 (CCND2) expression.Taken together, the results of our studies illuminate how SNHG1 formed a regulatory network to confer an oncogenic function in colorectal cancer and suggest that SNHG1 may serve as a potential target for colorectal cancer diagnosis and treatment.

Emerging studies suggest that long non-coding RNAs (lncRNAs) play crucial roles in colorectal cancer (CRC). Here, we report a lncRNA, SATB2-AS1, which is specifically expressed in colorectal tissue and is significantly reduced in CRC. We systematically elucidated its functions and possible molecular mechanisms in CRC. LncRNA expression in CRC was analyzed by RNA-sequencing and RNA microarrays. The expression level of SATB2-AS1 in tissues was determined by quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR) and in situ hybridization (ISH). The functional role of SATB2-AS1 in CRC was investigated by a series of in vivo and in vitro assays. RNA pull-down, RNA immunoprecipitation (RIP), chromatin immunoprecipitation (ChIP), chromatin isolation by RNA purification (ChIRP), Bisulfite Sequencing PCR (BSP) and bioinformatics analysis were utilized to explore the potential mechanisms of SATB2-AS1. SATB2-AS1 is specifically expressed in colorectal tissues and downregulated in CRC. Survival analysis indicates that decreased SATB2-AS1 expression is associated with poor survival. Functional experiments and bioinformatics analysis revealed that SATB2-AS1 inhibits CRC cell metastasis and regulates TH1-type chemokines expression and immune cell density in CRC. Mechanistically, SATB2-AS1 directly binds to WDR5 and GADD45A, cis-activating SATB2 (Special AT-rich binding protein 2) transcription via mediating histone H3 lysine 4 tri-methylation (H3K4me3) deposition and DNA demethylation of the promoter region of SATB2. This study reveals the functions of SATB2-AS1 in CRC tumorigenesis and progression, suggesting new biomarkers and therapeutic targets in CRC.

Abnormal expression of long non-coding RNAs (lncRNAs) has been found in almost all human tumors, providing numerous potential diagnostic biomarkers, prognostic biomarkers, and therapeutic targets.

Summary While SARS-CoV-2 likely has animal origins 1 , the viral genetic changes necessary to adapt this animal-derived ancestral virus to humans are largely unknown, mostly due to low levels of sequence polymorphism and the notorious difficulties in experimental manipulations of coronavirus genomes. We scanned more than 182,000 SARS-CoV-2 genomes for selective sweep signatures and found that a distinct footprint of positive selection is located around a non-synonymous change (A1114G; T372A) within the Receptor-Binding Domain of the Spike protein, which likely played a critical role in overcoming species barriers and accomplishing interspecies transmission from animals to humans. Structural analysis indicated that the substitution of threonine with an alanine in SARS-CoV-2 concomitantly removes a predicted glycosylation site at N370, resulting in more favorable binding predictions to human ACE2, the cellular receptor. Using a novel bacteria-free cloning system for manipulating RNA virus genomes, we experimentally validated that this SARS-CoV-2-unique substitution significantly increases replication in human cells relative to its putative ancestral variant. Notably, this mutation’s impact on virus replication in human cells was much greater than that of the Spike D614G mutant, which has been widely reported to have been selected for during human-to-human transmission 2,3 .

ABSTRACT Vaccination is critical for the control and prevention of viral outbreaks, yet conventional vaccine platforms may involve trade-offs between immunogenicity and safety. Insect-specific viruses have emerged as a novel vaccine platform to overcome this challenge. Detailed studies of humoral and T-cell responses induced by new insect-specific flavivirus (ISFV)-based vaccine platforms are needed to better understand correlates of protection and improve vaccine efficacy. Previously, we used a novel ISFV called Aripo virus (ARPV) to create a Zika virus (ZIKV) vaccine candidate (designated ARPV/ZIKV). ARPV/ZIKV demonstrated exceptional safety and single-dose efficacy, completely protecting mice from a lethal ZIKV challenge. Here, we explore the development of immune responses induced by ARPV/ZIKV immunization and evaluate its correlates of protection. Passive transfer of ARPV/ZIKV-induced immune sera to naïve mice prior to challenge emphasized the importance of neutralizing antibodies as a correlate of protection. Depletion of T-cells in vaccinated mice and adoptive transfer of ARPV/ZIKV-primed T-cells to naïve mice prior to challenge indicated that ARPV/ZIKV-induced CD4 + and CD8 + T-cell responses contribute to the observed protection but may not be essential for protection during ZIKV challenge. However, vaccination of Rag1 KO, Tcra KO, and muMt − mice demonstrated the critical role for ARPV/ZIKV-induced T-cells in developing protective immune responses following vaccination. Overall, both humoral and T-cell-mediated responses induced by ISFV-based vaccines are important for comprehensive immunity, and ISFV platforms continue to be a promising method for future vaccine development.

Abstract As the COVID-19 pandemic enters its fourth year, the pursuit of identifying a progenitor virus to SARS-CoV-2 and understanding the mechanism of its emergence persists, albeit against the backdrop of intensified efforts to monitor the ongoing evolution of the virus and the influx of new mutations. Surprisingly, few residues hypothesized to be essential for SARS-CoV-2 emergence and adaptation to humans have been validated experimentally, despite the importance that these mutations could contribute to the development of effective antivirals. To remedy this, we searched for genomic regions in the SARS-CoV-2 genome that show evidence of past selection around residues unique to SARS-CoV-2 compared with closely related coronaviruses. In doing so, we identified a residue at position 519 in Spike within the receptor binding domain that holds a static histidine in human-derived SARS-CoV-2 sequences but an asparagine in SARS-related coronaviruses from bats and pangolins. In experimental validation, the SARS-CoV-2 Spike protein mutant carrying the putatively ancestral H519N substitution showed reduced replication in human lung cells, suggesting that the histidine residue contributes to viral fitness in the human host. Structural analyses revealed a potential role of Spike residue 519 in mediating conformational transitions necessary for Spike prior to binding with ACE2. Pseudotyped viruses bearing the putatively ancestral N519 also demonstrated significantly reduced infectivity in cells expressing the human ACE2 receptor compared to H519. ELISA data corroborated that H519 enhances Spike binding affinity to the human ACE2 receptor compared to the putatively ancestral N519. Collectively, these findings suggest that the evolutionary transition at position 519 of the Spike protein played a critical role in SARS-CoV-2 emergence and adaptation to the human host. Additionally, this residue presents as a potential drug target for designing small molecule inhibitors tailored to this site.

Clostridium perfringens alpha toxin (CPA), which causes yellow lamb disease in sheep and gas gangrene and food poisoning in humans, is produced by all types of C. perfringens and is the major virulence determinant of C. perfringens type A. CPA induces hemolysis in many species, including humans, murines, sheep and rabbits, through its enzymatic activity, which dissolves the cell membrane. Recent studies have shown that some pore-forming toxins cause hemolysis, which is achieved by the activation of purinergic receptors (P2). However, the relationship between P2 receptors and non-pore-forming toxin hemolysis has not been investigated. In the present study, we examined the function of P2 receptors in CPA toxin hemolysis and found that CPA-induced hemolysis was dependent on P2 receptor activation, and this was also true for Staphylococcus aureus β-Hemolysin, another non-pore-forming toxin. Furthermore, we use selective P2 receptor antagonists to demonstrate that P2X1 and P2X7 play important roles in the hemolysis of human and murine erythrocytes. In addition, we found that redox metabolism was mainly involved in CPA-induced hemolysis using metabolomic analysis. We further demonstrate that CPA activates P2 receptors and then activates NADPH oxidase through the PI3K/Akt and MEK1/ERK1 pathways, followed by the production of active oxygen to induce hemolysis. These findings contribute to our understanding of the pathological effects of CPA, clarify the relationship between P2 activation and non-pore-forming toxin-induced hemolysis, and provide new insights into CPA-induced hemolysis.