Abstract Argonaute 2 (AGO2), the effector protein partner of microRNAs (miRNAs) in the cytoplasmic RNA induced silencing complex, is further involved in nuclear RNA processing. However, a role for AGO2 in regulation of alternative polyadenylation was not yet demonstrated. Here, we reveal unexpected abundance of AGO2 in mouse neuronal nuclei and characterize nuclear AGO2 interactors by mass spectrometry. We discover that AGO2 broadly regulated alternative polyadenylation (APA) in neuronal cells. Specifically, we demonstrate how two isoforms of Ret mRNA, which encodes a receptor tyrosine kinase are regulated by AGO2-depenent APA, affecting downstream GDNF signaling in primary motor neurons.

Abstract The non-coding genome is substantially larger than the protein-coding genome but is largely unexplored by genetic association studies. Here, we performed region-based burden analysis of >25,000 variants in untranslated regions of 6,139 amyotrophic lateral sclerosis (ALS) whole-genomes and 70,403 non-ALS controls. We identified Interleukin-18 Receptor Accessory Protein (IL18RAP) 3′UTR variants significantly enriched in non-ALS genomes, replicated in an independent cohort, and associated with a five-fold reduced risk of developing ALS. Variant IL18RAP 3′UTR reduces mRNA stability and the binding of RNA-binding proteins. Variant IL18RAP 3′UTR further dampens neurotoxicity of human iPSC-derived C9orf72-ALS microglia that depends on NF-κB signaling. Therefore, the variant IL18RAP 3′UTR provides survival advantage for motor neurons co-cultured with C9-ALS microglia. The study reveals direct genetic evidence and therapeutic targets for neuro-inflammation, and emphasizes the importance of non-coding genetic association studies. One Sentence Summary Non-coding genetic variants in IL-18 receptor 3’UTR decrease ALS risk by modifying IL-18-NF-κB signaling in microglia.

Abstract The endocrine pancreas is able to regenerate in response to insult, including by driving beta-cells into the cell division cycle. Until recently, communication between neighboring cells in islets of Langerhans was overlooked by single-cell genomic technologies, which require rigorous tissue dissociation into single cells. Here, we utilize sorting of physically interacting cells (PICs) with single-cell RNA-sequencing to systematically map cellular interactions in the regenerating endocrine pancreas. The cellular landscape of the regenerated pancreas features regeneration-associated endocrine populations. We explore the unexpected heterogeneity of beta-cells in regeneration, including an interaction-specific program between paired beta and delta-cells. Our analysis suggests that the particular cluster of beta-cells that pair with delta-cells benefits from stress protection, implying that the interaction between beta and delta-cells safeguards against regeneration-associated challenges.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a relentless neurodegenerative disease affecting the motor neuron system. Variability in the rate of disease progression has limited the effectiveness of ALS clinical trials. Thus, better outcome measures are desperately needed in order to achieve therapeutic progress. Here, we investigate the potential of plasma cell-free microRNAs as biomarkers to predict ALS progression. We apply an unbiased high-throughput approach to define miRNA levels in a large cohort of ALS patients. Crucially, we conduct our analysis also on longitudinal samples reflecting disease progression, and are able to integrate detailed clinical phenotyping in our analysis. We find miR-181a-5p levels to be stable throughout the disease course and demonstrate that high miR-181a-5p plasma levels predict shortened survival in ALS patients, with a 2.5 fold reduction in median survival for patients with high miR-181a-5p plasma levels. We replicated this finding in an independent validation cohort, where an eight-fold (×8) difference in miR-181a-5p levels between the two prognosis subgroups was robustly measurable by quantitative real time PCR. In conclusion, miR-181a-5p plasma levels can predict disease course in ALS, identifying it as a novel biomarker for patient stratification with the potential to greatly enhance the effectiveness of clinical trials.One Sentence Summary higher plasma miR-181a-5p levels increase mortality risk in ALS patients.