Genotype, Phenotype, and Variation Phenotypic evolution results from changes in coding sequences, as well as in regulatory regions of the genome. Vinces et al. (p. 1213 ) uncover an abundant source of gene expression variability in the promoters of Saccharomyces cerevisiae genes. Up to 25% of yeast promoter regions contain a highly variable tandem repeat sequence, which effect gene expression and local chromatin structure. The intrinsic instability of these repeats generates variability in gene expression levels and provides a mechanism for rapid evolution of phenotypic traits.

Summary paragraph The elucidation of gene-silencing mechanisms by RNA interference (RNAi) and antisense oligomers has drawn increasing attention to nucleic acid medicine. However, several challenges remain to be overcome, such as in vivo stability 1 , target selectivity 2,3 , drug delivery 4,5 , and induced innate immunity 6 . Here, we report a new, versatile, and highly-selective method to hack RNA by controlling RNA structure using short oligonucleotides (RNA hacking: RNAh) in living cells. The oligonucleotide, named Staple oligomer, hybridizes specifically to a target mRNA and artificially induces an RNA higher-order structure, RNA G-quadruplex (RGq) 7 , on the mRNA. As a result, the RGq allows effective suppression of the target protein translation. This technology does not require cooperation with bioprocesses including enzymatic reactions as in RNAi or antisense technologies, permitting the introduction of artificial nucleic acids into Staple oligomers to increase their in vivo stability without compromising their effectiveness. The method was validated by translational regulation of the mRNAs of TPM3, MYD88, and TRPC6, in a cell-free system and in living mammalian cells. In vivo application of the technology to TRPC6 mRNA allowed us to prevent cardiac hypertrophy in transverse aortic constriction (TAC)-treated mice with no detectable off-target effects. This technology provides new insights into gene therapy after RNAi and antisense technologies.

Abstract To meet the demand for more cost-effective rapid and sensitive nucleic acid detection methods to benefit various applications, we introduce a novel technique that uses a modified triggerable guanine quadruplex-based peroxidase (POD)-tagged primer. This technique allows sensitive colorimetric detection by activating an inactive POD tag during PCR amplification, which, importantly, functions independently of the type of DNA polymerase used.