Defect engineering of enzyme-MOF composites by microfluidics engenders high enzymatic activity.

Abstract Autosomal origins of heterogametic sex chromosomes have been inferred frequently from suppressed recombination and gene degeneration manifested in incompletely differentiated sex chromosomes. However, the initial transition of an autosome region to a proto-sex locus has been not explored in depth. By assembling and analyzing a chromosome-level draft genome, we found a recent (evolved 0.26 million years ago), highly homologous, and dmrt1 containing sex-determination locus with slightly reduced recombination in large yellow croaker ( Larimichthys crocea ), a teleost species with genetic sex determination (GSD) and with undifferentiated sex chromosomes. We observed genomic homology and polymorphic segregation of the proto-sex locus between sexes. Expression of dmrt1 showed a stepwise increase in the development of testis, but not in the ovary. We infer that the inception of the proto-sex locus involves a few divergences in nucleotide sequences and slight suppression of recombination in an autosome region. In androgen-induced sex reversal of genetic females, in addition to dmrt1 , genes in the conserved dmrt1 cluster, and the rest of the sex determination network were activated. We provided evidence that broad functional links were shared by genetic sex determination and environmental sex reversal.

Abstract The limited knowledge of genomic non-coding and regulatory regions has limited our ability to decipher the genetic mechanisms underlying complex traits in pigs. In this study, we characterize the spatiotemporal landscape of putative enhancers and promoters and their target genes by combining H3K27ac targeted ChIP-Seq and RNA-Seq in fetal (day 74-75 pc) and adult (day 132-150 pn) tissues (brain, liver, heart, muscle and small intestine) sampled from Asian aboriginal Bamaxiang and European highly selected Large White pigs of both sexes. We identify 101,290 H3K27ac peaks marking 18,521 promoters and 82,769 enhancers, including peaks that are active across all tissues and developmental stages could indicate safe harbors for exogenous gene insertion, and tissue and developmental-stage specific peaks that regulate genes pathways matching tissue and developmental stage specific physiological functions. We found H3K27ac and DNA methylation in the promoter region of the XIST gene may involve in X chromosome inactivation, and demonstrate utility of the present resource to reveal regulatory patterns of known causal genes and to prioritize candidate causal variants for complex traits in pigs. We have developed a web browser to improve the accessibility of the results ( http://39.108.231.116/browser/?genome=susScr11 ).

The genetics and evolution of sex chromosomes are largely distinct from autosomes and mitochondrial DNA (mtDNA). The Y chromosome offers unique genetic perspective on male-line inheritance. Here, we uncover novel evolutionary history of Sus scrofa based on 205 high-quality genomes from worldwide-distributed different wild boars and domestic pig breeds. We find that only two haplotypes exist in the distal and proximal blocks of at least 7.7 Mb on chromosome Y in pigs across European and Asian continents. And the times of most recent common ancestors (TMRCA) within both haplotypes, approximately 0.14 and 0.10 million years, are far smaller than their divergence time of around 1.07 million years. What's more, the relationship between Sumatran and Eurasian continent Sus scrofa is much closer than that we knew before. And surprisingly, European pigs share the same haplotype with many Chinese pigs, which is not consistent with their deep splitting status on autosome and mtDNA. Further analyses show that the haplotype in Chinese pigs was likely introduced from European wild boars via ancient gene flow before pig domestication about 24k years ago. Low mutation rates and no recombination in the distal and proximal blocks on chromosome Y help us detect this male-driven ancient gene flow. Taken together, our results update the knowledge of pig demography and evolution, and might shed insight into the genetics and evolution studies on chromosome Y in other mammals.