Abstract The contrast between the tiger’s ( Panthera tigris ) 2-3 My age and extant tigers’ coalescence approximately 110,000 years ago suggests an ancient demographic bottleneck. Here we collected over 60 extinct specimens across mainland Asia and generated whole genome sequences from a 10,600-year-old Russian Far East (RFE) specimen (RUSA21, 8ξ coverage), 14 South China tigers (0.1-12ξ), three Caspian tigers (4-8ξ), plus 17 new mitogenomes. RUSA21 clustered within modern Northeast Asian phylogroups and partially derived from an extinct Late Pleistocene lineage. While some 8,000-10,000-year-old RFE mitogenomes are basal to all tigers, one 2,000-year-old specimen resembles present Amur tigers. The Caspian tiger likely dispersed from an ancestral Northeast Asian population and experienced gene flow from southern Bengal tigers. Lastly, genome-wide monophyly supported the South China tiger as a distinct subspecies, albeit with mitochondrial paraphyly, hence resolving its longstanding taxonomic controversy. The distribution of mitochondrial haplogroups corroborated by biogeographical modeling suggested Southwest China was a Late Pleistocene refugium for a relic basal lineage. As suitable habitat returned, Eastern China became a genetic melting pot to foster divergent lineages to merge into South China tigers and other subsequent northern subspecies to develop. Genomic information retrieved from ancient tigers hence sheds light on the species’ full evolutionary history leading to nine modern subspecies and resolves the natural history of surviving tigers.

Abstract Spatial transcriptomics technology has revolutionized our understanding of cell types and tissue organization, opening new possibilities for researchers to explore transcript distributions at subcellular levels. However, existing methods have limitations in resolution, sensitivity, or speed. To overcome these challenges, we introduce SPRINTseq (Spatially Resolved and signal-diluted Next-generation Targeted sequencing), an innovative in situ sequencing strategy that combines hybrid block coding and molecular dilution strategies. Our method enables fast and sensitive high-resolution data acquisition, as demonstrated by recovering over 142 million transcripts using a 108 gene panel from 453,843 cells from four mouse brain coronal slices in less than two days. Using this advanced technology, we uncover the cellular and subcellular molecular architecture of Alzheimer’s disease, providing additional information into abnormal cellular behaviors and their subcellular mRNA distribution. This improved spatial transcriptomics technology holds great promise for exploring complex biological processes and disease mechanisms.

Abstract High-throughput sequencing technologies generate a vast number of DNA sequence reads simultaneously, which are subsequently analyzed using the information contained within these fragmented reads. The assessment of sequencing technology relies on information efficiency, which measures the amount of information entropy produced per sequencing reaction cycle. In this study, we propose a fuzzy sequencing strategy that exhibits information efficiency more than twice of currently prevailing cyclic reversible terminator sequencing methods. To validate our approach, we developed a fully functional and high-throughput fuzzy sequencer. This sequencer implements a highly efficient fluorogenic sequencing-by-synthesis chemistry and underwent testing across various application scenarios, including copy-number variation detection, noninvasive prenatal testing, transcriptome profiling, mutation genotyping, and metagenomic profling. Our findings unequivocally demonstrate that the fuzzy sequencing strategy outperforms existing methods in terms of information efficiency and delivers accurate resequencing results with faster turnaround times. One Sentence Summary A fuzzy sequencer can exceed current limit of information efficiency of DNA sequencers for resequencing applications.

Abstract Data quality issues can significantly hinder research reproducibility, data sharing, and reuse. At the forefront of addressing data quality issues are research data repositories (RDRs). This study conducted a systematic analysis of data quality assurance (DQA) practices in RDRs, guided by activity theory and data quality literature, resulting in conceptualizing a data quality assurance model (DQAM) for RDRs. DQAM outlines a DQA process comprising evaluation, intervention, and communication activities and categorizes 17 quality dimensions into intrinsic and product‐level data quality. It also details specific improvement actions for data products and identifies the essential roles, skills, standards, and tools for DQA in RDRs. By comparing DQAM with existing DQA models, the study highlights its potential to improve these models by adding a specific DQA activity structure. The theoretical implication of the study is a systematic conceptualization of DQA work in RDRs that is grounded in a comprehensive analysis of the literature and offers a refined conceptualization of DQA integration into broader frameworks of RDR evaluation. In practice, DQAM can inform the design and development of DQA workflows and tools. As a future research direction, the study suggests applying and evaluating DQAM across various domains to validate and refine this model further.

Abstract To resolve many RNA species in situ, cyclic reactions are typically necessary to increase the multiplexity since conventional fluorescence microscopy is often limited to five channels. Therefore, sophisticated instrumentation is needed to perform in-situ sequencing or sequential fluorescence insitu hybridization imaging, restricting the widespread adoption of spatial RNA imaging methods among biological research communities. Here, we present ‘Profiling of RNA In-situ through Single-round of iMaging’ (PRISM), which leverages the spectral intensity levels to expand the coding capacity. With a radius vector coding strategy to ensure the orthogonality of codewords, PRISM can reach up to 64-plex RNA imaging in a single imaging shot with conventional microscopes. As a panel-based spatial transcriptomic imaging approach, the entire experimental process can be completed within one day. We verified PRISM’s versatility on various tissues, such as mouse brains, mouse embryos, and human hepatocellular carcinoma (HCC) samples, generating more than 5.7 million annotated cells. We performed quasi-3D spatial landscapes to track major cell types in different organs during embryonic development from E12.5 to E14.5. We also revealed the critical role of cancer-associated fibroblasts (CAFs) on immune infiltration and immune response heterogeneity within and between tumor microenvironments. We extended PRISM to 100-µm thick mouse brain slices to generate accurate 3D cell atlas and subcellular RNA localization landscapes. PRISM is robust and easy to operate, with a fast turnaround time and sub-cellular resolution, offering a new transcriptomic imaging toolbox for all biologists.

Abstract Genomic-scale somatic copy number alterations in healthy humans are difficult to investigate because of low occurrence rates and the structural variations’ stochastic natures. Using a Tn5-transposase assisted single-cell whole genome sequencing method, we sequenced over 20,000 single lymphocytes from 16 individuals. Then, with the scale increased to a few thousand single cells per individual, we found that about 7.5% of the cells had large-size copy number alterations. Trisomy 21 was the most prevalent aneuploid event among all autosomal copy number alterations, while monosomy X occurred most frequently in over-30-year-old females. In the monosomy X single cells from individuals with phased genomes and identified X-inactivation ratios in bulk, the inactive X Chromosomes were lost more often than were the active ones.

Abstract Prevalent single cell transcriptomic profiling (scRNA-seq) mechods are mainly based on synthesis and enrichment of full-length double-stranded complementary DNA. These approaches are challenging to generate accurate quantification of transcripts when their abundance is low or their full-length amplifications are difficult. Based on our previous finding that Tn5 transposase can directly cut-and-tag DNA/RNA hetero-duplexes, we present SHERRY2, a specifically optimized protocol for scRNA-seq without second strand cDNA synthesis. SHERRY2 is free of pre-amplification and eliminates the sequence-dependent bias. In comparison with other widely-used scRNA-seq methods, SHERRY2 exhibits significantly higher sensitivity and accuracy even for single nuclei. Besides, SHERRY2 is simple and robust, and can be easily scaled up to high-throughput experiments. When testing single lymphocytes and neuron nuclei, SHERRY2 not only obtained accurate countings of transcription factors and long non-coding RNAs, but also provided bias-free results that enriched genes in specific cellular components or functions, which outperformed other protocols. With a few thousand cells sequenced by SHERRY2, we confirmed expression and dynamics of Myc in different cell types of germinal centers, which were previously only revealed by gene-specific amplification methods. SHERRY2 is able to provide high sensitivity, high accuracy, and high throughput for those applications that require high number of genes identified in each cell. It can reveal the subtle transcriptomic difference between cells and facilitate important biological discoveries.

Epidemiology and medical statistics are essential courses for undergraduate students majoring in clinical medicine. By studying the two courses, they can obtain the core skills for their future clinical practice. High-level medical schools both at home and abroad have accumulated successful experiences in curriculum, teaching methods and teaching models of the two disciplines. These colleges have also carried out the exploration of the curriculum reform centering on "organ systems integration". This paper summarizes the current status of epidemiology and medical statistics teaching and curriculum integration in representative medical schools both at home and abroad, and puts forward suggestions for deepening teaching reform and optimizing the curriculum system to provide reference for the integration of epidemiology and medical statistics curriculums for undergraduate students majoring in clinical medicine in China.