Using DNA microarrays together with quantitative proteomic techniques (ICAT reagents, two-dimensional DIGE, and MS), we evaluated the correlation of mRNA and protein levels in two hematopoietic cell lines representing distinct stages of myeloid differentiation, as well as in the livers of mice treated for different periods of time with three different peroxisome proliferative activated receptor agonists. We observe that the differential expression of mRNA (up or down) can capture at most 40% of the variation of protein expression. Although the overall pattern of protein expression is similar to that of mRNA expression, the incongruent expression between mRNAs and proteins emphasize the importance of posttranscriptional regulatory mechanisms in cellular development or perturbation that can be unveiled only through integrated analyses of both proteins and mRNAs.

Chronic myeloid leukemia (CML) is a hematopoietic stem cell disease with distinct biological and clinical features. The biologic basis of the stereotypical progression from chronic phase through accelerated phase to blast crisis is poorly understood. We used DNA microarrays to compare gene expression in 91 cases of CML in chronic (42 cases), accelerated (17 cases), and blast phases (32 cases). Three thousand genes were found to be significantly (P < 10(-10)) associated with phase of disease. A comparison of the gene signatures of chronic, accelerated, and blast phases suggest that the progression of chronic phase CML to advanced phase (accelerated and blast crisis) CML is a two-step rather than a three-step process, with new gene expression changes occurring early in accelerated phase before the accumulation of increased numbers of leukemia blast cells. Especially noteworthy and potentially significant in the progression program were the deregulation of the WNT/beta-catenin pathway, the decreased expression of Jun B and Fos, alternative kinase deregulation, such as Arg (Abl2), and an increased expression of PRAME. Studies of CML patients who relapsed after initially successful treatment with imatinib demonstrated a gene expression pattern closely related to advanced phase disease. These studies point to specific gene pathways that might be exploited for both prognostic indicators as well as new targets for therapy.

Manganese superoxide dismutase (MnSOD/SOD2) is a mitochondria-resident enzyme that governs the types of reactive oxygen species egressing from the organelle to affect cellular signalling. Here we demonstrate that MnSOD upregulation in cancer cells establishes a steady flow of H2O2 originating from mitochondria that sustains AMP-activated kinase (AMPK) activation and the metabolic shift to glycolysis. Restricting MnSOD expression or inhibiting AMPK suppresses the metabolic switch and dampens the viability of transformed cells indicating that the MnSOD/AMPK axis is critical to support cancer cell bioenergetics. Recapitulating in vitro findings, clinical and epidemiologic analyses of MnSOD expression and AMPK activation indicated that the MnSOD/AMPK pathway is most active in advanced stage and aggressive breast cancer subtypes. Taken together, our results indicate that MnSOD serves as a biomarker of cancer progression and acts as critical regulator of tumour cell metabolism. Tumour cells sustain high levels of glycolysis even in presence of oxygen, which is known as the Warburg effect. Here the authors show that MnSOD contributes to the Warburg effect by increasing the levels of H2O2released from mitochondria, which sustains glycolysis by activating AMPK.

Noninvasive prenatal test (NIPT) has been widely used as a screening test for trisomy 13, 18 and 21 worldwide. Recently, coexistence of maternal malignancy and pregnancy has drawn increasing attention in NIPT studies. Malignancy in pregnant women potentially affected NIPT results, which may cause false positive results or failed tests. However, no such case has ever been reported in Asian population. In this study, for the first time, we reported a stage III dysgerminoma and advanced gastric cancer during pregnancy accidentally identified during NIPT tests. These two women showed aberrant chromosome aneuploidies in NIPT results and concordant pattern of genome disruption found in tumor samples. The findings in this study further validate the effect of maternal malignancy on NIPT results and strengthen the possibility of detecting malignant tumors through NIPT in the future.

Abstract A novel coronavirus, SARS-CoV-2, has caused over 190 million cases and over 4 million deaths worldwide since it occurred in December 2019 in Wuhan, China. Here we conceptualized the temporospatial evolutionary and expansion dynamics of SARS-CoV-2 by taking a series of cross-sectional view of viral genomes from early outbreak in January 2020 in Wuhan to early phase of global ignition in early April, and finally to the subsequent global expansion by late December 2020. Based on the phylogenetic analysis of the early patients in Wuhan, Wuhan/WH04/2020 is supposed to be a more appropriate reference genome of SARS-CoV-2, instead of the first sequenced genome Wuhan-Hu-1. By scrutinizing the cases from the very early outbreak, we found a viral genotype from the Seafood Market in Wuhan featured with two concurrent mutations (i.e. M type) had become the overwhelmingly dominant genotype (95.3%) of the pandemic one year later. By analyzing 4,013 SARS-CoV-2 genomes from different continents by early April, we were able to interrogate the viral genomic composition dynamics of initial phase of global ignition over a timespan of 14-week. 11 major viral genotypes with unique geographic distributions were also identified. WE1 type, a descendant of M and predominantly witnessed in western Europe, consisted a half of all the cases (50.2%) at the time. The mutations of major genotypes at the same hierarchical level were mutually exclusive, which implying that various genotypes bearing the specific mutations were propagated during human-to-human transmission, not by accumulating hot-spot mutations during the replication of individual viral genomes. As the pandemic was unfolding, we also used the same approach to analyze 261,323 SARS-CoV-2 genomes from the world since the outbreak in Wuhan (i.e. including all the publicly available viral genomes) in order to recapitulate our findings over one-year timespan. By 25 December 2020, 95.3% of global cases were M type and 93.0% of M-type cases were WE1. In fact, at present all the four variants of concern (VOC) are the descendants of WE1 type. This study demonstrates the viral genotypes can be utilized as molecular barcodes in combination with epidemiologic data to monitor the spreading routes of the pandemic and evaluate the effectiveness of control measures. Moreover, the dynamics of viral mutational spectrum in the study may help the early identification of new strains in patients to reduce further spread of infection, guide the development of molecular diagnosis and vaccines against COVID-19, and help assess their accuracy and efficacy in real world at real time.