A strong candidate for the 17q-linked BRCA1 gene, which influences susceptibility to breast and ovarian cancer, has been identified by positional cloning methods. Probable predisposing mutations have been detected in five of eight kindreds presumed to segregate BRCA1 susceptibility alleles. The mutations include an 11-base pair deletion, a 1-base pair insertion, a stop codon, a missense substitution, and an inferred regulatory mutation. The BRCA1 gene is expressed in numerous tissues, including breast and ovary, and encodes a predicted protein of 1863 amino acids. This protein contains a zinc finger domain in its amino-terminal region, but is otherwise unrelated to previously described proteins. Identification of BRCA1 should facilitate early diagnosis of breast and ovarian cancer susceptibility in some individuals as well as a better understanding of breast cancer biology.

Loss of heterozygosity data from familial tumors suggest that BRCA1 , a gene that confers susceptibility to ovarian and early-onset breast cancer, encodes a tumor suppressor. The BRCA1 region is also subject to allelic loss in sporadic breast and ovarian cancers, an indication that BRCA1 mutations may occur somatically in these tumors. The BRCA1 coding region was examined for mutations in primary breast and ovarian tumors that show allele loss at the BRCA1 locus. Mutations were detected in 3 of 32 breast and 1 of 12 ovarian carcinomas; all four mutations were germline alterations and occurred in early-onset cancers. These results suggest that mutation of BRCA1 may not be critical in the development of the majority of breast and ovarian cancers that arise in the absence of a mutant germline allele.

Linkage analysis of ten Utah kindreds and one Texas kindred with multiple cases of cutaneous malignant melanoma (CMM) provided evidence that a locus for familial melanoma susceptibility is in the chromosomal region 9p13-p22. The genetic markers analyzed reside in a candidate region on chromosome 9p21, previously implicated by the presence of homozygous deletions in melanoma tumors and by the presence of a germline deletion in an individual with eight independent melanomas. Multipoint linkage analysis was performed between the familial melanoma susceptibility locus (MLM) and two short tandem repeat markers, D9S126 and the interferon-α (IFNA) gene, which reside in the region of somatic loss in melanoma tumors. An analysis incorporating a partially penetrant dominant melanoma susceptibility locus places MLM near IFNA and D9S126 with a maximum location score of 12.71. Therefore, the region frequently deleted in melanoma tumors on 9p21 presumably contains a locus that plays a critical role in predisposition to familial melanoma.

Two amino acids (lysine at position 627 or asparagine at position 701) in the polymerase subunit PB2 protein are considered critical for the adaptation of avian influenza A viruses to mammals. However, the recently emerged pandemic H1N1 viruses lack these amino acids. Here, we report that a basic amino acid at position 591 of PB2 can compensate for the lack of lysine at position 627 and confers efficient viral replication to pandemic H1N1 viruses in mammals. Moreover, a basic amino acid at position 591 of PB2 substantially increased the lethality of an avian H5N1 virus in mice. We also present the X-ray crystallographic structure of the C-terminus of a pandemic H1N1 virus PB2 protein. Arginine at position 591 fills the cleft found in H5N1 PB2 proteins in this area, resulting in differences in surface shape and charge for H1N1 PB2 proteins. These differences may affect the protein's interaction with viral and/or cellular factors, and hence its ability to support virus replication in mammals.

Abstract Macaques provide the most widely used nonhuman primate models for studying immunology and pathogenesis of human diseases. While the macaque major histocompatibility complex (MHC) region shares most features with the human leukocyte antigen (HLA) region, macaques have an expanded repertoire of MHC class I genes. Although a chimera of two rhesus macaque MHC haplotypes was first published in 2004, the structural diversity of MHC genomic organization in macaques remains poorly understood due to a lack of adequate genomic reference sequences. We used ultra-long Oxford Nanopore and high-accuracy PacBio HiFi sequences to fully assemble the ∼5.2 Mb M3 haplotype of an MHC-homozygous, Mauritian-origin cynomolgus macaque ( Macaca fascicularis ). The MHC homozygosity allowed us to assemble a single MHC haplotype unambiguously and avoid chimeric assemblies that hampered previous efforts to characterize this exceptionally complex genomic region in macaques. The high quality of this new assembly is exemplified by the identification of an extended cluster of six Mafa-AG genes that contains a recent duplication with a remarkably similar ∼48.5 kb block of sequence. The MHC class II region of this M3 haplotype is similar to the previously sequenced rhesus macaque haplotype and HLA class II haplotypes. The MHC class I region, in contrast, contains 13 MHC-B genes, four MHC-A genes, and three MHC-E genes (versus 19 MHC-B , two MHC-A , and one MHC-E in the previously sequenced haplotype). These results provide an unambiguously assembled single contiguous cynomolgus macaque MHC haplotype with fully curated gene annotations that will inform infectious disease and transplantation research.

Abstract Background The Syrian hamster ( Mesocricetus auratus ) has been suggested as a useful mammalian model for a variety of diseases and infections, including infection with respiratory viruses such as SARS-CoV-2. The MesAur1.0 genome assembly was generated in 2013 using whole-genome shotgun sequencing with short-read sequence data. Current more advanced sequencing technologies and assembly methods now permit the generation of near-complete genome assemblies with higher quality and greater continuity. Findings Here, we report an improved assembly of the M. auratus genome (BCM_Maur_2.0) using Oxford Nanopore Technologies long-read sequencing to produce a chromosome-scale assembly. The total length of the new assembly is 2.46 Gbp, similar to the 2.50 Gbp length of a previous assembly of this genome, MesAur1.0. BCM_Maur_2.0 exhibits significantly improved continuity with a scaffold N50 that is 6.7 times greater than MesAur1.0. Furthermore, 21,616 protein coding genes and 10,459 noncoding genes are annotated in BCM_Maur_2.0 compared to 20,495 protein coding genes and 4,168 noncoding genes in MesAur1.0. This new assembly also improves the unresolved regions as measured by nucleotide ambiguities, where approximately 17.11% of bases in MesAur1.0 were unresolved compared to BCM_Maur_2.0 in which the number of unresolved bases is reduced to 3.00%. Conclusions Access to a more complete reference genome with improved accuracy and continuity will facilitate more detailed, comprehensive, and meaningful research results for a wide variety of future studies using Syrian hamsters as models.

Abstract Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation can lead to dramatic reductions in human immunodeficiency virus (HIV) reservoirs. This effect is mediated in part by donor T cells that recognize lymphocyte-expressed minor histocompatibility antigens (mHAgs). The potential to mark malignant and latently infected cells for destruction makes mHAgs attractive targets for cellular immunotherapies. However, testing such HIV reservoir reduction strategies will likely require preclinical studies in nonhuman primates (NHPs). In this study, we used a combination of alloimmunization, whole exome sequencing, and bioinformatics to identify a mHAg in Mauritian cynomolgus macaques (MCMs). We mapped the minimal optimal epitope to a 10-mer peptide (SW10) in apolipoprotein B mRNA editing enzyme catalytic polypeptide-like 3C (APOBEC3) and determined the major histocompatibility complex class I restriction element as Mafa-A1*063, which is expressed in almost 90% of MCMs. APOBEC3C SW10-specific CD8+ T cells recognized immortalized B cells but not fibroblasts from a mHAg positive MCM. These results collectively provide a framework for identifying mHAgs in a nontransplant setting and suggest that APOBEC3C SW10 could be used as a lymphocyte-restricted model antigen in NHPs to test various mHAg-targeted immunotherapies. Importance Cellular immunotherapies developed to treat blood cancers may also be effective against latent HIV. Preclinical studies of such immunotherapies are hindered by a lack of known target antigens. We used a combination of alloimmunization, basic immune assays, whole exome sequencing, and bioinformatics to identify a lymphocyte-restricted minor histocompatibility antigen in a genetically related population of nonhuman primates. This minor histocompatibility antigen provides an actionable target for piloting cellular immunotherapies designed to reduce or eliminate latent reservoirs of HIV.

SUMMARY The HIV/SIV envelope glycoprotein (Env) cytoplasmic domain contains a highly conserved Tyr-dependent trafficking signal that mediates both clathrin-dependent endocytosis and polarized sorting of Env. Despite extensive characterization, the role of these functions in viral infection and pathogenesis is unclear. An SIV molecular clone (SIVmac239) in which the Tyr-based signal is inactivated by deletion of Gly-720 and Tyr-721 (SIVmac239ΔGY) replicates to high levels acutely in pigtail macaques (PTM) but is rapidly controlled. We previously reported that rhesus macaques and PTM can progress to AIDS following SIVmac239ΔGY infection in association with novel amino acid changes in the Env cytoplasmic domain. These included an R722G flanking the ΔGY deletion and a nine nucleotide deletion that encodes amino acids 734-736 (ΔQTH) and overlaps with the rev and tat open reading frames. We show that molecular clones containing these mutations reconstitute signals for both endocytosis and polarized sorting. In one PTM, a novel genotype was selected, which generated a new signal for polarized sorting but not endocytosis. This mutation by itself was sufficient to maintain high viral loads for several months when introduced into naïve PTMs. These findings reveal, for the first time, strong selection pressure for Env endocytosis and, in particular, for polarized sorting during pathogenic SIV infection in vivo .

Very little is currently known about the major histocompatibility complex (MHC) region of cynomolgus macaques (Macaca fascicularis; Mafa) from Chinese breeding centers. We performed comprehensive MHC class I haplotype analysis of 100 cynomolgus macaques from two different centers, with animals from different reported original geographic origins (Vietnamese, Cambodian, and Cambodian/Indonesian mixed-origin). Many of the samples were of known relation to each other (sire, dam, and progeny sets), making it possible to characterize lineage-level haplotypes in these animals. We identified 52 Mafa-A and 74 Mafa-B haplotypes in this cohort, many of which were restricted to specific sample origins. We also characterized full-length MHC class I transcripts using Pacific Biosciences (PacBio) RS II single-molecule real-time (SMRT) sequencing. This technology allows for complete read-through of unfragmented MHC class I transcripts (~1,100 bp in length), so no assembly is required to unambiguously resolve novel full-length sequences. Overall, we identified 313 total full-length transcripts in a subset of 72 cynomolgus macaques from these Chinese breeding facilities; 131 of these sequences were novel and an additional 116 extended existing short database sequences to span the complete open reading frame. This significantly expands the number of Mafa-A, Mafa-B, and Mafa-I full-length alleles in the official cynomolgus macaque MHC class I database. The PacBio technique described here represents a general method for full-length allele discovery and genotyping that can be extended to other complex immune loci such as MHC class II, killer immunoglobulin-like receptors, and Fc gamma receptors.

Abstract Background Oxford Nanopore Technologies instruments can sequence reads of great length. Long reads improve sequence assemblies by unambiguously spanning repetitive elements of the genome. Sequencing reads of significant length requires the preservation of long DNA template molecules through library preparation by pipetting reagents as slowly as possible to minimize shearing. This process is time-consuming and inconsistent at preserving read length as even small changes in volumetric flow rate can result in template shearing. Results We have designed SNAILS (Slow Nucleic Acid Instrument for Long Sequences), a 3D-printable instrument that automates slow pipetting of reagents used in long read library preparation for Oxford Nanopore sequencing. Across six sequencing libraries, SNAILS preserved more reads exceeding one hundred kilobases in length and increased its libraries’ average read length over manual slow pipetting. Conclusions SNAILS is a low-cost, easily deployable solution for improving sequencing projects that require reads of significant length. By automating the slow pipetting of library preparation reagents, SNAILS increases the consistency and throughput of long read Nanopore sequencing.