Eukaryotic genomes express numerous long intergenic non-coding RNAs (lincRNAs) that do not overlap any coding genes. Some lincRNAs function in various aspects of gene regulation, but it is not clear in general to what extent lincRNAs contribute to the information flow from genotype to phenotype. To explore this question, we systematically analyzed cellular roles of lincRNAs in Schizosaccharomyces pombe. Using seamless CRISPR/Cas9-based genome editing, we deleted 141 lincRNA genes to broadly phenotype these mutants, together with 238 diverse coding-gene mutants for functional context. We applied high-throughput colony-based assays to determine mutant growth and viability in benign conditions and in response to 145 different nutrient, drug and stress conditions. These analyses uncovered phenotypes for 47.5% of the lincRNAs and 96% of the protein-coding genes. For 110 lincRNA mutants, we also performed high-throughput microscopy and flow-cytometry assays, linking 37% of these lincRNAs with cell-size and/or cell-cycle control. With all assays combined, we detected phenotypes for 84 (59.6%) of all lincRNA deletion mutants tested. For complementary functional inference, we analyzed colony growth of strains ectopically overexpressing 113 lincRNA genes under 47 different conditions. Of these overexpression strains, 102 (90.3%) showed altered growth under certain conditions. Clustering analyses provided further functional clues and relationships for some of the lincRNAs. These rich phenomics datasets associate lincRNA mutants with hundreds of phenotypes, indicating that most of the lincRNAs analyzed exert cellular functions in specific environmental or physiological contexts. This study provides groundwork to further dissect the roles of these lincRNAs in the relevant conditions.

ABSTRACT Ageing-related processes are largely conserved, with simple organisms remaining the main platform to discover and dissect new ageing-associated genes. Yeasts provide potent model systems to study cellular ageing owing their amenability to systematic functional assays under controlled conditions. Even with yeast cells, however, ageing assays can be laborious and resource-intensive. Here we present improved experimental and computational methods to study chronological lifespan in Schizosaccharomyces pombe . We decoded the barcodes for 3206 mutants of the latest gene-deletion library, enabling the parallel profiling of ∼700 additional mutants compared to previous screens. We then applied a refined method of barcode sequencing (Bar-seq), addressing technical and statistical issues raised by persisting DNA in dead cells and sampling bottlenecks in aged cultures, to screen for mutants showing altered lifespan during stationary phase. This screen identified 341 long-lived mutants and 1246 short-lived mutants which point to many previously unknown ageing-associated genes, including 51 conserved but entirely uncharacterized genes. The ageing-associated genes showed coherent enrichments in processes also associated with human ageing, particularly with respect to ageing in non-proliferative brain cells. We also developed an automated colony-forming unit assay for chronological lifespan to facilitate medium- to high-throughput ageing studies by saving time and resources compared to the traditional assay. Results from the Bar-seq screen showed good agreement with this new assay, validating 33 genes not previously associated with cellular ageing. This study provides an effective methodological platform and identifies many new ageing-associated genes as a framework for analysing cellular ageing in yeast and beyond.

Abstract Messenger RNA uridylation is pervasive and conserved among eukaryotes, but the consequences of this modification for mRNA fate are still under debate. Utilising a simple model organism to study uridylation may facilitate efforts to understand the cellular function of this process. Here we demonstrate that uridylation can be detected using simple bioinformatics approach. We utilise it to unravel widespread transcript uridylation in fission yeast and demonstrate the contribution of both Cid1 and Cid16, the only two annotated terminal uridyltransferases (TUT-ases) in this yeast. To detect uridylation in transcriptome data, we used a RNA-sequencing (RNA-seq) library preparation protocol involving initial linker ligation to fragmented RNA. We next explored the data to detect uridylation marks. Our analysis shows that uridylation in yeast is pervasive, similarly to the ones in multicellular organisms. Importantly, our results confirm the role of the cytoplasmic uridyltransferase Cid1 as the primary uridylation catalyst. However, we also observed an auxiliary role of the second uridyltransferase, Cid16. Thus both fission yeast uridyltransferases are involved in mRNA uridylation. Intriguingly, we found no physiological phenotype of the single and double deletion mutants of cid1 and cid16 and only limited impact of uridylation on steady-state mRNA levels. Our work establishes fission yeast as a potent model to study uridylation in a simple eukaryote, and we demonstrate that it is possible to detect uridylation marks in RNA-seq data without the need for specific methodologies.

When glucose is available, many organisms repress mitochondrial respiration in favour of aerobic glycolysis, or fermentation in yeast, that suffices for ATP production. Fission yeast cells, however, rely partially on respiration for rapid proliferation under fermentative conditions. Here we determined the limiting factors that require respiratory function during fermentation. When the electron transport chain was inhibited, supplementation with arginine was necessary and sufficient to restore rapid cell proliferation. Accordingly, a systematic screen for mutants growing poorly without arginine identified not only mutants defective in arginine synthesis but also mutants defective in mitochondrial oxidative metabolism. Genetic or pharmacological inhibition of respiration triggered a drop in intracellular levels of arginine and amino acids derived from the Krebs-cycle metabolite alpha-ketoglutarate: glutamine, lysine and glutamic acid. Conversion of arginine into these amino acids was required for rapid proliferation when the respiratory chain was blocked. The respiratory block triggered an immediate gene-expression response diagnostic of TOR inhibition, which was muted by arginine supplementation or without the AMPK-activating kinase Ssp1. The TOR-controlled proteins featured biased composition of amino acids reflecting their shortage after respiratory inhibition. We conclude that respiration supports rapid proliferation in fermenting cells of fission yeast by boosting the supply of Krebs-cycle derived amino acids.

Exon-skipping is considered a principal mechanism by which eukaryotic cells expand their transcriptome and proteome repertoires, creating different slice varaiants with distinct cellular functions. Here we analyze RNA-seq data from 116 transcriptomes in fission yeast (Schizosaccharomyces pombe), covering multiple physiological conditions as well as transcriptional and RNA processing mutants. We applied brute-force algorithms to detect all possible exon-skipping events, which were ubiquitous but rare compared to canonical splicing events. Exon-skipping events increased in cells deficient for the nuclear exosome or the 5?-3? exonuclease Dhp1, and also at late stages of meiotic differentiation when nuclear-exosome transcripts were down-regulated. The pervasive exon-skipping transcripts were stochastic, did not increase in specific physiological conditions, and were mostly present at below 1 copy per cell, even in the absence of nuclear RNA surveillance and late during meiosis. These exon-skipping transcripts are therefore unlikely to be functional and may reflect splicing errors that are actively removed by nuclear RNA surveillance. The average splicing error-rate was ~0.24% in wild-type and ~1.75% in nuclear exonuclease mutants. Using an exhaustive search algorithm, we also uncovered thousands of previously unknown splice sites, indicating pervasive splicing, yet most of these novel splicing events were rare and targeted for nuclear degradation. Analysis of human transcriptomes revealed similar, albeit much weaker trends for pervasive exon-skipping transcripts, some of which being degraded by the nuclear exosome. This study highlights widespread, but low frequency alternative splicing which is targeted by nuclear RNA surveillance.

The African Swine Fever Virus causes haemorrhagic fever in domestic pigs and presents the biggest global threat to animal farming in recorded history. Despite its importance, very little is known the mechanisms and temporal regulation of transcription in ASFV. Here we report the first detailed viral transcriptome analysis of ASFV during early and late infection of Vero cells. In addition to total RNA sequencing, we have characterised the transcription start sites and transcription termination sites at nucleotide-resolution, revealing the distinct DNA consensus motifs of early and late promoters, as well as the sequence determinants for transcription termination. ASFV can utilise alternative promoters to generate distinct proteins from the same transcription unit that differ with respect to the polypeptide N terminus. Finally, our results reveal that the ASFV-RNAP undergoes transcript slippage at the 5' end of transcription units that in a promoter sequence-specific manner results in the addition of 5'-AT and 5′-ATAT tails to mRNAs.

Transcriptomes feature pervasive, but poorly defined long non-coding RNAs (lncRNAs). We identify 5775 novel lncRNAs in Schizosaccharomyces pombe, nearly 4-times the previously annotated lncRNAs. Most lncRNAs become derepressed under genetic and physiological perturbations, especially during late meiosis. These lncRNAs are targeted by three RNA-processing pathways: the nuclear exosome, cytoplasmic exonuclease and RNAi, with substantial coordination and redundancy among pathways. We classify lncRNAs into cryptic unstable transcripts (CUTs), Xrn1-sensitive unstable transcripts (XUTs), and Dicer-sensitive unstable transcripts (DUTs). XUTs and DUTs are enriched for antisense lncRNAs, while CUTs are often bidirectional and actively translated. The cytoplasmic exonuclease and RNAi repress thousands of meiotically induced RNAs. Antisense lncRNA and sense mRNA expression often negatively correlate in the physiological, but not the genetic conditions. Intergenic and bidirectional lncRNAs emerge from nucleosome-depleted regions, upstream of positioned nucleosomes. This broad survey of the S. pombe lncRNA repertoire and characteristics provides a rich resource for functional analyses.

Quantitative traits often show large variation caused by multiple genetic factors. One such trait is the chronological lifespan of non-dividing yeast cells, serving as a model for cellular aging. Screens for genetic factors involved in ageing typically assay mutants of protein-coding genes. To identify natural genetic variants contributing to cellular aging, we exploited two strains of the fission yeast, Schizosaccharomyces pombe, that differ in chronological lifespan. We generated segregant pools from these strains and subjected them to advanced intercrossing over multiple generations to break up linkage groups. We chronologically aged the intercrossed segregant pool, followed by genome sequencing at different times to detect genetic variants that became reproducibly enriched as a function of age. A region on Chromosome II showed strong positive selection during ageing. Based on expected functions, two candidate variants from this region in the long-lived strain were most promising to be causal: small insertions and deletions in the 5′-untranslated regions of ppk31 and SPBC409.08. Ppk31 is an orthologue of Rim15, a conserved kinase controlling cell proliferation in response to nutrients, while SPBC409.08 is a predicted spermine transmembrane transporter. Both Rim15 and the spermine-precursor, spermidine, are implicated in ageing as they are involved in autophagy-dependent lifespan extension. Single and double allele replacement suggests that both variants, alone or combined, have subtle effects on cellular longevity. Furthermore, deletion mutants of both ppk31 and SPBC409.08 rescued growth defects caused by spermidine. We propose that Ppk31 and SPBC409.08 may function together to modulate lifespan, thus linking Rim15/Ppk31 with spermidine metabolism.