Significance Nonapoptotic cell death-induced tissue damage has been implicated in a variety of diseases, including neurodegenerative disorder, inflammation, and stroke. In this study, we demonstrate that ferroptosis, a newly defined iron-dependent cell death, mediates both chemotherapy- and ischemia/reperfusion-induced cardiomyopathy. RNA-sequencing analysis revealed up-regulation of heme oxygenase 1 by doxorubicin as a major mechanism of ferroptotic cardiomyopathy. As a result, heme oxygenase 1 degrades heme and releases free iron in cardiomyocytes, which in turn leads to generation of oxidized lipids in the mitochondria membrane. Most importantly, both iron chelation therapy and pharmacologically blocking ferroptosis could significantly alleviate cardiomyopathy in mice. These findings suggest targeting ferroptosis as a strategy for treating deadly heart disease.

Heterochromatin in aging stem cells Analysis of human aging syndromes, such as Werner syndrome (WS), may lead to greater understanding of both premature and normal aging. Zhang et al. generated isogenic WS-specific human embryonic stem cell lines (see the Perspective by Brunauer and Kennedy). WS-mesenchymal stem cells displayed features characteristic of premature aging, including heterochromatin disorganization. WRN protein thus functions in the maintenance of heterochromatin, and heterochromatin alterations may represent a driving force of human aging. Science , this issue p. 1160 ; see also p. 1093

Abstract Nitric oxide (NO) is a key redox-active, small molecule involved in various aspects of plant growth and development. Here, we report the identification of an NO accumulation mutant, nitric oxide excess1 (noe1), in rice (Oryza sativa), the isolation of the corresponding gene, and the analysis of its role in NO-mediated leaf cell death. Map-based cloning revealed that NOE1 encoded a rice catalase, OsCATC. Furthermore, noe1 resulted in an increase of hydrogen peroxide (H2O2) in the leaves, which consequently promoted NO production via the activation of nitrate reductase. The removal of excess NO reduced cell death in both leaves and suspension cultures derived from noe1 plants, implicating NO as an important endogenous mediator of H2O2-induced leaf cell death. Reduction of intracellular S-nitrosothiol (SNO) levels, generated by overexpression of rice S-nitrosoglutathione reductase gene (GSNOR1), which regulates global levels of protein S-nitrosylation, alleviated leaf cell death in noe1 plants. Thus, S-nitrosylation was also involved in light-dependent leaf cell death in noe1. Utilizing the biotin-switch assay, nanoliquid chromatography, and tandem mass spectrometry, S-nitrosylated proteins were identified in both wild-type and noe1 plants. NO targets identified only in noe1 plants included glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase and thioredoxin, which have been reported to be involved in S-nitrosylation-regulated cell death in animals. Collectively, our data suggest that both NO and SNOs are important mediators in the process of H2O2-induced leaf cell death in rice.

An increased population of CD4+CD25highFoxp3+ regulatory T cells (Tregs) in the tumor-associated microenvironment plays an important role in cancer immune evasion. However, the underlying mechanism remains unclear. Here we observed an increased secretion of miR-214 in various types of human cancers and mouse tumor models. Tumor-secreted miR-214 was sufficiently delivered into recipient T cells by microvesicles (MVs). In targeted mouse peripheral CD4+ T cells, tumor-derived miR-214 efficiently downregulated phosphatase and tensin homolog (PTEN) and promoted Treg expansion. The miR-214-induced Tregs secreted higher levels of IL-10 and promoted tumor growth in nude mice. Furthermore, in vivo studies indicated that Treg expansion mediated by cancer cell-secreted miR-214 resulted in enhanced immune suppression and tumor implantation/growth in mice. The MV delivery of anti-miR-214 antisense oligonucleotides (ASOs) into mice implanted with tumors blocked Treg expansion and tumor growth. Our study reveals a novel mechanism through which cancer cell actively manipulates immune response via promoting Treg expansion.

Abstract Cancer immunotherapy by targeting of immune checkpoint molecules has been a research ‘hot-spot’ in recent years. Nivolumab, a human monoclonal antibody targeting PD-1, has been widely used clinically since 2014. However, the binding mechanism of nivolumab to PD-1 has not yet been shown, despite a recent report describing the complex structure of pembrolizumab/PD-1. It has previously been speculated that PD-1 glycosylation is involved in nivolumab recognition. Here we report the complex structure of nivolumab with PD-1 and evaluate the effects of PD-1 N-glycosylation on the interactions with nivolumab. Structural and functional analyses unexpectedly reveal an N-terminal loop outside the IgV domain of PD-1. This loop is not involved in recognition of PD-L1 but dominates binding to nivolumab, whereas N-glycosylation is not involved in binding at all. Nivolumab binds to a completely different area than pembrolizumab. These results provide the basis for the design of future inhibitory molecules targeting PD-1.

Abstract Non-photochemical quenching (NPQ) plays an important role for phototrophs in decreasing photo-oxidative damage. qH is a sustained component of NPQ and depends on the plastid lipocalin (LCNP). A thylakoid membrane-anchored protein SUPPRESSOR OF QUENCHING1 (SOQ1) prevents qH formation by inhibiting LCNP. SOQ1 suppresses qH with its lumen-located C-terminal Trx-like and NHL domains. Here we report crystal structures and biochemical characterization of SOQ1 lumenal domains. Our results show that the Trx-like and NHL domains are stably associated, with the potential redox-active motif located at their interface. Residue E859 essential for SOQ1 function is pivotal for mediating the inter-domain interaction. Moreover, the C-terminal region of SOQ1 forms an independent β-stranded domain, which possibly interacts with the Trx-like domain through disulfide exchange. Furthermore, SOQ1 is susceptible to cleavage at the loops connecting the neighboring domains both in vitro and in vivo , which could be a regulatory process for its suppression function of qH.

1. This study combined genome-wide selection signal analysis with RNA-sequencing to identify candidate genes associated with high altitude adaptation and egg production performance in Nixi chickens (NXC).2. Based on the whole-genome data from 20 NXC (♂:10; ♀:10), the population selection signal was analysed by sliding window analysis. The selected genes were screened by combination with the population differentiation statistic (

The Cyclic GMP-AMP synthase (cGAS) and cGAS/DncV-like nucleotidyltransferase (CD-NTase) enzymes belong to the key components of the innate immune sensor system that generates cyclic dinucleotide molecules in response to danger signals. Recently, it was discovered that CD-NTase in bacteria can undergo conjugation to protein substrates via an E1/E2 enzyme-mediated process, resembling ubiquitin modification system. Subsequently, these CD-NTase conjugated molecules will be hydrolyzed by the Cap3 enzyme in the same gene cluster. However, the experimental structure of bacterial CD-NTase recognized by Cap3 is unknown. Here, we first determined the crystal structure of the Cap3 enzyme in complex with the C-terminal tail of CD-NTase. Our structural and enzymatic analysis revealed that the C-terminal tail of CD-NTase is both necessary and sufficient for the Cap3-mediated hydrolysis of CD-NTase from its substrates. Interestingly, we further observed that after the hydrolysis reaction, the terminal glycine residue of the CD-NTase C-terminal tail was sequentially removed by Cap3, indicating that Cap3 might play a role in quenching the CD-NTase conjugation reaction. Our work provides experimental evidence elucidating the interaction between Cap3 and CD-NTase, and suggests a potential role for Cap3 in the bacterial Cyclic-oligonucleotide-based anti-phage signaling system (CBASS).