The bacterial transcription initiation complex preorganizes promoter DNA for nucleotide binding and RNA synthesis.

Abstract The use of spoken and written language is a capacity that is unique to humans. Individual differences in reading- and language-related skills are influenced by genetic variation, with twin-based heritability estimates of 30-80%, depending on the trait. The relevant genetic architecture is complex, heterogeneous, and multifactorial, and yet to be investigated with well-powered studies. Here, we present a multicohort genome-wide association study (GWAS) of five traits assessed individually using psychometric measures: word reading, nonword reading, spelling, phoneme awareness, and nonword repetition, with total sample sizes ranging from 13,633 to 33,959 participants aged 5-26 years (12,411 to 27,180 for those with European ancestry, defined by principal component analyses). We identified a genome-wide significant association with word reading (rs11208009, p=1.098 × 10 −8 ) independent of known loci associated with intelligence or educational attainment. All five reading-/language-related traits had robust SNP-heritability estimates (0.13–0.26), and genetic correlations between them were modest to high. Using genomic structural equation modelling, we found evidence for a shared genetic factor explaining the majority of variation in word and nonword reading, spelling, and phoneme awareness, which only partially overlapped with genetic variation contributing to nonword repetition, intelligence and educational attainment. A multivariate GWAS was performed to jointly analyse word and nonword reading, spelling, and phoneme awareness, maximizing power for follow-up investigation. Genetic correlation analysis of multivariate GWAS results with neuroimaging traits identified association with cortical surface area of the banks of the left superior temporal sulcus, a brain region with known links to processing of spoken and written language. Analysis of evolutionary annotations on the lineage that led to modern humans showed enriched heritability in regions depleted of Neanderthal variants. Together, these results provide new avenues for deciphering the biological underpinnings of these uniquely human traits.

One Sentence Summary Structures of Mycobacterium tuberculosis RNA polymerase reveal taxon-specific properties and binding sites of known and new antituberculosis agents Abstract Mycobacterium tuberculosis ( Mtb ) is the causative agent of tuberculosis, which kills 1.8 million annually. Mtb RNA polymerase (RNAP) is the target of the first-line antituberculosis drug rifampin (Rif). We report crystal structures of Mtb RNAP, alone and in complex with Rif. The results identify an Mtb -specific structural module of Mtb RNAP and establish that Rif functions by a steric-occlusion mechanism that prevents extension of RNA. We also report novel non-Rif-related compounds–Nα-aroyl-N-aryl-phenylalaninamides (AAPs)–that potently and selectively inhibit Mtb RNAP and Mtb growth, and we report crystal structures of Mtb RNAP in complex with AAPs. AAPs bind to a different site on Mtb RNAP than Rif, exhibit no cross-resistance with Rif, function additively when co-administered with Rif, and suppress resistance emergence when co-administered with Rif.

Cypripedioideae (slipper orchids; Orchidaceae) currently consist of ∼200 herbaceous species with a strikingly disjunctive distribution in tropical and temperate regions of both hemispheres. In this study, an updated phylogeny with representatives from all five cypripedioid genera was presented based on maximum likelihood and Bayesian inference of plastome and low-copy nuclear genes. Phylogenomic analyses indicated that each genus is monophyletic, but some relationships (e.g., those among Cypripedium sects. Acaulia, Arietinum, Bifolia, Flabellinervia, Obtusipetala and Palangshanensia) conflict with those in previous studies based on Sanger data. Cypripedioideae appeared to have arisen in South America and/or the adjacent Qinghai-Tibet Plateau and Hengduan Mountains ∼35 Mya. We inferred multiple dispersal events between East Asia and North America in Cypripedium, and between mainland Southeast Asia and the Malay Archipelago in Paphiopedilum. In the Americas, divergences among four genera (except Cypripedium) occurred around 31-20 Mya, long before the closure of the Isthmus of Panama, indicating the importance of long-distance dispersal. Evolutionary patterns between morphological and plastome character evolution suggested several traits, genome size and NDH genes, which are likely to have contributed to the success of slipper orchids in alpine floras and low-elevation forests. Species diversification rates were notably higher in epiphytic clades of Paphiopedilum than in other, terrestrial cypripedioids, paralleling similar accelerations associated with epiphytism in other groups. This study also suggested that sea-level fluctuations and mountain-building processes promoted the diversification of the largest genera, Paphiopedilum and Cypripedium.

Abstract Efficient and accurate termination is required for gene transcription in all living organisms. Cellular RNA polymerases (RNAP) in both bacteria and eukaryotes can terminate their transcription through a factor-independent termination pathway (called intrinsic termination transcription in bacteria), in which RNAP recognizes terminator sequences, stops nucleotide addition, and releases nascent RNA spontaneously. Here we report a set of single-particle cryo-EM structures of E. coli transcription intrinsic termination complexes representing key intermediate states of the event. The structures show how RNAP pauses at terminator sequences, how the terminator RNA hairpin folds inside RNAP, and how RNAP rewinds the transcription bubble to release RNA and then DNA. These macromolecular snapshots define a structural mechanism for bacterial intrinsic termination and a pathway for RNA release and DNA collapse relevant for factor-independent termination by all RNA polymerases.

Mycn, a MYC gene family member, is implicated in both carcinogenesis through amplification and Feingold syndrome through its deficiency. Previous studies have indicated that increased Mycn expression enhances vascularization in human neuroblastomas, yet its precise role in vascular development remains elusive. In this study, we utilized single-cell RNA-seq and live imaging analyses to confirm that mycn is expressed during zebrafish vasculogenesis. We investigated vascular development in zebrafish using a genetically engineered mycn mutation. Our findings reveal that mycn-deficient zebrafish exhibit reduced intersegmental vessels and malformed subintestinal vessels, primarily due to decreased cell proliferation in vascular cells. Importantly, we discovered that activation of PI3K signaling significantly ameliorates these vascular abnormalities.

Reliable delimitation of venomous scorpions is not only consequential to toxicological studies but also instructive to conservation and exploration of these important medical resources. In the present study, we delimited species boundary for the the Przewalski's scorpion from arid northwest China through a combined approach employing phylogenetic analysis, ecological niche modeling and morphological comparison. Our results indicate that the the Przewalski's scorpion represent an independent taxonomic unit and should be recognized as full species rank, Mesobuthus przewalsii stat. n. This species and the Chinese scorpion M. martensii represent the eastern members of the M. caucasicus species complex which manifests a trans-Central Asia distribution across the Tianshan Mountains range. We also discussed the likely geographic barrier and climatic boundary that demarcate distributional range of the the Przewalski's scorpion.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

SUMMARY Multi-subunit RNA polymerases (RNAPs) associate with initiation factors (σ in bacteria) to start transcription. The σ factors are responsible for recognizing and unwinding promoter DNA in all bacterial RNAPs. Here, we report two cryo-EM structures of cyanobacterial transcription initiation complexes at near-atomic resolutions. The structures show that cyanobacterial RNAP forms an ‘SI3-σ’ arch interaction between domain 2 of σA (σ 2 ) and the sequence insertion 3 (SI3) in the mobile catalytic domain Trigger Loop (TL). The ‘SI3-σ’ arch facilitates transcription initiation from promoters of different classes through sealing the main cleft and thereby stabilizing RNAP-promoter DNA open complex. Disruption of the ‘SI3-σ’ arch disturbs cyanobacteria growth and stress response. Our study reports the structure of cyanobacterial RNAP and unique mechanism for its transcription initiation. Our data suggest functional plasticity of SI3 and provide foundation for further research into cyanobacteria and chloroplasts transcription.

Abstract The Sino-Japanese Floristic Region is highly diverse with respect to temperate plants. However, the reasons for this diversity are poorly understood because most studies have only considered geographic isolation caused by climatic oscillations. Heterotropa (genus Asarum ; Aristolochiaceae) diverges here and shows high species diversity in insular systems (63 species) compared to continental areas (25 species). Heterotropa shows low dispersal ability with small distribution ranges, implying diversification by geographic events, and high floral diversity, implying pollinator-mediated diversification. To reveal how abiotic and biotic factors have shaped the diversity anomaly of Heterotropa , we conducted phylogenetic analysis using ddRAD-seq and chloroplast genome datasets including 79 species, estimation of floral trait evolution, and comparison of isolation factors within clades based on distribution range and floral trait analysis. Phylogenetic analysis indicates that Heterotropa originated in mainland China and expanded to the Japanese Archipelago in the Miocene, and the major clades almost correspond to geographic distributions. Floral traits evolved repeatedly in the tip nodes within the clades. Although the major clades include a high proportion of species pairs showing isolation by floral traits, there are no conditional relationships between two isolation factors, indicating that most species pairs with floral trait isolation are distributed allopatrically. The repeated exposure and submergence of land-bridges caused by climatic oscillations would have led to significant population fragmentation in insular systems. Thus, the diversity anomaly of Heterotropa would have resulted from geographic and climatic events during the Miocene, while subsequent repeated floral trait evolution would have followed geographic isolation during the Pleistocene.