SUMMARY As part of the Synthetic Yeast 2.0 (Sc2.0) project, we designed and synthesized synthetic chromosome I. The total length of synI is ∼21.4% shorter than wild-type chromosome I, the smallest chromosome in Saccharomyces cerevisiae . SynI was designed for attachment to another synthetic chromosome due to concerns of potential instability and karyotype imbalance. We used a variation of a previously developed, robust CRISPR-Cas9 method to fuse chromosome I to other chromosome arms of varying length: chrIXR (84kb), chrIIIR (202kb) and chrIVR (1Mb). All fusion chromosome strains grew like wild-type so we decided to attach synI to synIII. Through the investigation of three-dimensional structures of fusion chromosome strains, unexpected loops and twisted structures were formed in chrIII-I and chrIX-III-I fusion chromosomes, which depend on silencing protein Sir3. These results suggest a previously unappreciated 3D interaction between HMR and the adjacent telomere. We used these fusion chromosomes to show that axial element Red1 binding in meiosis is not strictly chromosome size dependent even though Red1 binding is enriched on the three smallest chromosomes in wild-type yeast, and we discovered an unexpected role for centromeres in Red1 binding patterns.

Abstract Recent studies have shed light on the signaling pathways required for gastric tissue maintenance and how aberrations in these key pathways lead to gastric cancer development. Although it has been shown that the WNT pathway is important for gastric epithelial homeostasis, the identity and source of the responsible canonical WNT ligands remain unknown. Furthermore, it is unclear how gastric cancer acquires WNT niche independence - an important early step in tumorigenesis. Using human and mouse gastric organoids and in vivo mouse models, we found that mesenchymal WNT2B and WNT7B maintain gastric epithelium in homeostasis. Next, mouse genetic studies and single-cell multi-omics analyses revealed that activation of MAPK signaling induces secretion of WNT7B in the epithelium itself. We further confirmed that in human gastric cancer, MAPK pathway activation through HER2 overexpression or copy number gains of WNT2 confers WNT independence. Importantly, the epithelium-intrinsic WNT expression could be therapeutically inhibited. Taken together, our results reveal that normal gastric epithelial turnover relies on WNT ligands secreted by niche mesenchymal cells, while transformation involves acquisition of a WNT secretory phenotype in the epithelium - representing a potential target for therapeutic interventions.

Here, We report another type of actin histidine methyltransferase, METTL18, that regulates the metastatic potential of breast cancer in human. Among methyltransferases, METTL18 was highly amplified in human breast cancer. Particularly, poor prognosis was associated with high expression of METTL18 in HER2-negative breast cancer patients. This gene product was found to be a critical component of metastatic responses. Loss of METTL18 expression significantly reduced metastatic responses of breast tumor cells both in vitro and in vivo. It was observed that METTL18 increased actin polymerization, upregulated complex formation with HSP90AA1 and Src, enhanced the activity of an intermediate form of Src with tyrosine phosphorylation at both Y416 and Y527, and induced cellular metastatic responses, including morphological change, migration, and invasion of MDA-MB-231 cells in vitro and in mice. Methylated actin at His73 served as a critical site for interaction with HSP90AA1 and Src to activate p85/PI3K and STAT3. Our findings suggest that METTL18 plays critical roles in metastatic responses of HER2-negative breast cancer cells via actin polymerization and the generation of an intermediate form of Src.