Abstract Cadmium (Cd) has long been recognized as toxic pollutant to crops worldwide. The biosynthesis of glutathione-dependent phytochelatin plays crucial roles in the detoxification of Cd in plants. However, its regulatory mechanism remains elusive. Here, we revealed that Arabidopsis transcription factor WRKY45 confers Cd tolerance via promoting the expression of PC synthesis-related genes PCS1 and PCS2, respectively. Firstly, we found that Cd stress induces the transcript levels of WRKY45 and its protein abundance. Accordingly, in contrast to wild type Col-0, the increased sensitivity to Cd is observed in wrky45 mutant, while overexpressing WRKY45 plants are more tolerant to Cd. Secondly, quantitative real-time PCR revealed that the expression of AtPCS1 and AtPCS2 is stimulated in overexpressing WRKY45 plants, but decreased in wrky45 mutant. Thirdly, WRKY45 promotes the expression of PCS1 and PCS2, electrophoresis mobility shift assay analysis uncovered that WRKY45 directly bind to the W-box cis-element of PCS2 promoter. Lastly, the overexpression of WRKY45 in Col-0 leads to more accumulation of PCs in Arabidopsis, and the overexpression of PCS1 or PCS2 in wrky45 mutant plants rescues the phenotypes induced by Cd stress. In conclusion, our results show that AtWRKY45 positively regulate Cd tolerance in Arabidopsis via activating PCS1 and PCS2 expression. Environmental implication Accumulation of cadmium (Cd) in soils poses a threat to crop productivity and food safety. It has been revealed that phytochelatin (PC) plays an essential role in plants to alleviate Cd toxicity, yet the regulatory mechanisms governing its expression remain unclear. We have demonstrated that the Arabidopsis transcription factor WRKY45 directly activates the expression of PCS1 and PCS2 , which encode PC synthase, thereby increasing the content of PC and enhancing Arabidopsis tolerance to Cd stress. These findings offer insights into precise regulation strategies for crop Cd tolerance via modulation of WRKY45 homologue in crops.

Background Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a devastating neurodegenerative disorder characterised by progressive degeneration of motor neurons. Genetic factors have a substantial impact on ALS. Therefore, this study aimed to explore the correlation between genotype ( SOD1, TARDBP, FUS, C9orf72 ) and phenotype in ALS. Methods Genetic analysis was performed on 2038 patients with ALS, among which 1696 patients with sporadic ALS (SALS) as controls for genotype-phenotype analysis, and 1602 SALS as controls for survival analysis. Logistic regression and Cox proportional hazards models were used for statistical analysis. Results A total of 172 patients with ALS with the gene mutations were included in the statistical analysis ( SOD1 , n=65; FUS , n=43; TARDBP , n=27; C9orf72 , n=37). SOD1 mutations were more frequent in flail leg phenotype (OR 7.317, p=0.001) and less in bulbar phenotype (OR 0.222, p=0.038). C9orf72 expansions exhibited higher frequency in bulbar phenotype (OR 2.770, p=0.008). SOD1 and FUS mutations were significantly associated with earlier age of onset (HR 2.039, p<0.001; HR 1.762, p=0.001). The patients with SOD1 mutations, C9orf72 expansions and those carrying pathogenic FUS mutations had significantly increased death risk (HR 2.217, p<0.001; HR 1.694, p=0.008; HR 1.652, p=0.036). The increased risk of death in ALS with C9orf72 expansions was significant in females (HR 2.419, p=0.014) but not in males (HR 1.442, p=0.128). Conclusion Our study revealed distinct motor phenotypic tendencies in patients with ALS with different genotypes, indicating variations in the vulnerability of motor neurons during the disease’s progression. Furthermore, we made novel discoveries regarding survival of different gene mutations, warranting further investigation.

Several variants of sequestosome 1 (

Abstract Slow gait speed and disrupted brain network connectivity are common in patients with Parkinson’s disease (PD). This study aimed to clarify the relationship between gait speed and clinical characteristics in PD, and explore the underlying brain network mechanisms. Forty-two PD patients and 20 healthy controls (HC) were recruited. Statistical independent component analysis and correlation analysis were employed to investigate underlying neural mechanisms and relationships. PD patients exhibited significantly slower gait speed, which showed a significant negative correlation with postural instability and gait disturbance scores. Network connectivity analysis revealed decreased intranetwork functional connectivity (FC) within visual network (VN) and cerebellum network (CN), but increased internetwork FC between CN and both sensorimotor network (SMN) and frontoparietal network (FPN) in PD patients compared to HC. The slow gait speed PD subgroup demonstrated increased intranetwork FC within SMN and VN, along with decreased FC between VN and both FPN and default mode network. Correlation analyses revealed negative correlation between gait speed and FC of CN and positive correlation to FC of CN-SMN. Our study identified relationships between gait speed and clinical characteristics, and corresponding network connectivity alterations in PD patients, providing insights into the neural mechanisms underlying gait impairments in PD.