Epithelia permit selective and regulated flux from apical to basolateral surfaces by transcellular passage through cells or paracellular flux between cells. Tight junctions constitute the barrier to paracellular conductance; however, little is known about the specific molecules that mediate paracellular permeabilities. Renal magnesium ion (Mg 2+ ) resorption occurs predominantly through a paracellular conductance in the thick ascending limb of Henle (TAL). Here, positional cloning has identified a human gene, paracellin-1 ( PCLN-1 ), mutations in which cause renal Mg 2+ wasting. PCLN-1 is located in tight junctions of the TAL and is related to the claudin family of tight junction proteins. These findings provide insight into Mg 2+ homeostasis, demonstrate the role of a tight junction protein in human disease, and identify an essential component of a selective paracellular conductance.

Liddle syndrome is an autosomal dominant form of hypertension, resulting from mutations in the cytoplasmic C-terminus of either the beta or gamma subunits of the amiloride-sensitive epithelial Na channel (ENaC) which lead to constitutively increased channel activity. Most mutations reported to date result in the elimination of 45-75 normal amino acids from these segments, leaving open the question of the identity of the precise amino acids in which mutation can lead to an enhanced channel activity. To address this question, we have performed a systematic mutagenesis study of the C-termini of the alpha, beta and gamma ENaC subunits of the rat channel and have analyzed their function by expression in Xenopus oocytes. The results demonstrate that a short proline-rich segment present in the cytoplasmic C-terminus of each subunit is required for the normal regulation of channel activity. Missense mutations altering a consensus PPPXY sequence of the alpha, beta or gamma subunits reproduced the increase in channel activity found in mutants in which the entire cytoplasmic C-termini are deleted. This proline-rich sequence, referred to as the PY motif, is known to be a site of binding by proteins bearing a WW domain. These findings show that the three PY motifs in the C-termini of ENaC are involved in the regulation of channel activity, probably via protein-protein interactions. This new regulatory mechanism of channel function is critical for the maintenance of normal Na reabsorption in the kidney and of Na+ balance and blood pressure.

microRNAs are short RNAs that serve as master regulators of gene expression and are essential components of normal development as well as modulators of disease. MicroRNAs generally act cell autonomously and thus their localization to specific cell types is needed to guide our understanding of microRNA activity. Current tissue-level data has caused considerable confusion and comprehensive cell-level data does not yet exist. Here we establish the landscape of human cell-specific microRNA expression. This project evaluated 8 billion small RNA-seq reads from 46 primary cell types, 42 cancer or immortalized cell lines, and 26 tissues. It identified both specific and ubiquitous patterns of expression that strongly correlate with adjacent super-enhancer activity. Analysis of unaligned RNA reads uncovered 207 unknown minor strand (passenger) microRNAs of known microRNA loci and 2,632 novel putative microRNA loci. Although cancer cell lines generally recapitulated the expression patterns of matched primary cells, their isomiR sequence families exhibited increased disorder suggesting Drosha and Dicer-dependent microRNA processing variability. Cell-specific patterns of microRNA expression were used to deconvolute variable cellular composition of adipose tissue samples highlighting one use of this cell-specific microRNA expression data. Characterization of cellular microRNA expression across a wide variety of cell types provides a new understanding of this critical regulatory RNA species.

Abstract Background Necrotizing enterocolitis (NEC), high incidence and case-fatality rate among premature neonates, is a frustrating gastrointestinal disease which hard to eradicate currently for its unclear pathogenesis and mechanisms. What has been conformed is that the gut microbes dysbiosis happens before the occurrence of NEC, providing robust evidence for the usage of probiotic therapy. Hence, we mainly concentrated on two probiotics: Clostridium butyricum and Clostridium tyrobutyricum especially after the breakthrough in discovering that several clostridia species have associations with NEC. Result To verify whether these two clostridia are pathogenic or probiotic, we compared the phenotypic traits of NEC mice treated with two clostridia. Our results proof that treatment with C. tyrobutyricum recovers the intestinal barrier integrity and alleviates inflammatory immune response of NEC, while treatment with C. butyricum aggrevates the intestinal barrier damage and promotes immune disorder including the number of macrophages, monocytes and neutrophils in Intestinal lamina propria. Further analysis of gut micrbiome implies that the positive effect of C. tyrobutyricum treatment is in association with the increase of Akkermansia muciniphila. Meanwhile, C. butyricum treatment decreases the level of A. muciniphila, which accounts for the negative effect to NEC. Conclusion This study sheds light on that treatment with C. tyrobutyricum but not C. butyricum is entitled to protect against NEC development potentially. The mechanisms behind the opposite effect on NEC may result in different modulation on the level of A. muciniphila, which is deeply associated with intestinal homoeostasis. Briefly, through improving the abundance of A. muciniphila to alleviate intestinal inflammation and enhance intestinal barrier integrity, C. tyrobutyricum supplement may become a promising therapy for NEC.

microRNAs (miRNAs) are often highly conserved across species, but species-specific sequences are known. In addition, miRNA isomiRs arise from the same precursor molecule but differ in post-processing length and modification, usually at the 3-prime end. A recently published feeding study reported the intriguing result that two bovine milk-specific miRNAs were taken up into human circulation after ingestion of bovine milk. Unfortunately, this interpretation is based on annotation errors in a public microRNA database. Reanalysis using databses including the MirGeneDB database reveals that the miRNAs in question, miR-21-5p and miR-30a-5p, arise from 100% identical 5-prime precursor sequences in human and bovine, and the putative bovine-specific isomiRs appear to be depleted, not enriched, in bovine milk. Thus, enrichment of these isomiRs in human blood is inconsistent with uptake of xenomiRs and likely betrays endogenous miRNA regulation in response to diet or technical artifact.

miRNAs play important roles in the regulation of gene expression. The rapidly developing field of microRNA sequencing (miRNA-seq; small RNA-seq) needs comprehensive bioinformatics tools to analyze these large datasets. We present the second iteration of miRge, miRge 2.0, with multiple enhancements. miRge 2.0 adds new functionality including novel miRNA detection, A-to-I editing analysis, better output files, and improved alignment to miRNAs. Our novel miRNA detection method is the first to use both miRNA hairpin sequence structure and composition of isomiRs resulting in a more specific capture of potential miRNAs. Using known miRNA data, our support vector machine (SVM) model predicted miRNAs with an average Matthews correlation coefficient (MCC) of 0.939 over 32 human cell datasets and outperformed miRDeep2 and miRAnalyzer regarding phylogenetic conservation. The A-to-I editing analysis implementation strongly correlated with a reference datasets prior analysis with adjusted R2 = 0.96. miRge 2.0 comes with alignment libraries to both miRBase v21 and MirGeneDB for 6 species: human, mouse, rat, fruit fly, nematode and zebrafish; and has a tool to create custom libraries. With the redevelopment of the tool in Python, it is now incorporated into bcbio-nextgen and implementable through Bioconda. miRge 2.0 is freely available at: https://github.com/mhalushka/miRge.