We have produced a draft sequence of the rice genome for the most widely cultivated subspecies in China, Oryza sativa L. ssp. indica , by whole-genome shotgun sequencing. The genome was 466 megabases in size, with an estimated 46,022 to 55,615 genes. Functional coverage in the assembled sequences was 92.0%. About 42.2% of the genome was in exact 20-nucleotide oligomer repeats, and most of the transposons were in the intergenic regions between genes. Although 80.6% of predicted Arabidopsis thaliana genes had a homolog in rice, only 49.4% of predicted rice genes had a homolog in A. thaliana . The large proportion of rice genes with no recognizable homologs is due to a gradient in the GC content of rice coding sequences.

Angiogenesis, the formation of new blood vessels by endothelial cells (ECs), is an adaptive response to oxygen/nutrient deprivation orchestrated by vascular endothelial growth factor (VEGF) upon ischemia or exercise. Hypoxia is the best-understood trigger of VEGF expression via the transcription factor HIF1α. Nutrient deprivation is inseparable from hypoxia during ischemia, yet its role in angiogenesis is poorly characterized. Here, we identified sulfur amino acid restriction as a proangiogenic trigger, promoting increased VEGF expression, migration and sprouting in ECs in vitro, and increased capillary density in mouse skeletal muscle in vivo via the GCN2/ATF4 amino acid starvation response pathway independent of hypoxia or HIF1α. We also identified a requirement for cystathionine-γ-lyase in VEGF-dependent angiogenesis via increased hydrogen sulfide (H2S) production. H2S mediated its proangiogenic effects in part by inhibiting mitochondrial electron transport and oxidative phosphorylation, resulting in increased glucose uptake and glycolytic ATP production.

Adversity, particularly in early life, can cause illness. Clues to the responsible mechanisms may lie with the discovery of molecular signatures of stress, some of which include alterations to an individual’s somatic genome. Here, using genome sequences from 11,670 women, we observed a highly significant association between a stress-related disease, major depression, and the amount of mtDNA (p = 9.00 × 10−42, odds ratio 1.33 [95% confidence interval [CI] = 1.29–1.37]) and telomere length (p = 2.84 × 10−14, odds ratio 0.85 [95% CI = 0.81–0.89]). While both telomere length and mtDNA amount were associated with adverse life events, conditional regression analyses showed the molecular changes were contingent on the depressed state. We tested this hypothesis with experiments in mice, demonstrating that stress causes both molecular changes, which are partly reversible and can be elicited by the administration of corticosterone. Together, these results demonstrate that changes in the amount of mtDNA and telomere length are consequences of stress and entering a depressed state. These findings identify increased amounts of mtDNA as a molecular marker of MD and have important implications for understanding how stress causes the disease.

A novel "double chemical bonding" electrochemical peptide biosensor 2FcP-GA-GDY(Fe)@NMIL-B was developed for highly selective, ultrasensitive, and ultrastable identification of prostate-specific antigen (PSA). The C-Fe-O chemical bond linking Fe-Graphdiyne (Fe-GDY) with NH2-MIL88B(Fe) (NMIL88B) as the first chemical bonding of electrode carrier Fe-GDY@NH2-MIL88B(Fe) (GDY(Fe)@NMIL) significantly accelerates electron transport. With glutaraldehyde (GA) as a crosslinking agent, the Schiff-base -N=C- formed by GDY(Fe)@NMIL nanocomposites links the two Fc molecules labeled peptides (2FcP) as the second chemical bonding, facilitating high-density attachment of peptides to the electrode carrier in a firm manner. When the PSA analyte is introduced to identify and cleave the specific peptide, the release of ferrocene from its head leads to a decrease in the electrical signal, enabling sensitive detection. The prepared sensing platform exhibits exceptional analytical performance for PSA with an extended linear response range from 10 fg·mL-1 to 50 ng·mL-1. Additionally, the detection limit has been significantly reduced to an ultra-low level of only 0.94 fg·mL-1, surpassing those reported in most literature by several orders of magnitude. Moreover, the 2FcP-GA-GDY(Fe)@NMIL-B sensor has excellent selectivity and stability while also showcasing great potential for practical application of PSA detection in human serum using the standard addition method.

Abstract The formation of the allotetraploid hybrid lineage (4nAT) encompasses both distant hybridization and polyploidization processes. The allotetraploid offspring have two sets of sub-genomes inherited from both parental species and therefore it is important to explore its genetic structure. Herein, we construct a bacterial artificial chromosome library of allotetraploids, and then sequence and analyze the full-length sequences of 19 bacterial artificial chromosomes. Sixty-eight DNA chimeras are identified, which are divided into four models according to the distribution of the genomic DNA derived from the parents. Among the 68 genetic chimeras, 44 (64.71%) are linked to tandem repeats (TRs) and 23 (33.82%) are linked to transposable elements (TEs). The chimeras linked to TRs are related to slipped-strand mispairing and double-strand break repair while the chimeras linked to TEs are benefit from the intervention of recombinases. In addition, TRs and TEs are linked not only with the recombinations, but also with the insertions/deletions of DNA segments. We conclude that DNA chimeras accompanied by TRs and TEs coordinate a balance between the sub-genomes derived from the parents which reduces the genomic shock effects and favors the evolutionary and adaptive capacity of the allotetraploidization. It is the first report on the relationship between formation of the DNA chimeras and TRs and TEs in the polyploid animals.

Abstract Short-term preoperative methionine restriction (MetR) shows promise as a translatable strategy to modulate the body’s response to surgical injury. Its application, however, to improve post-interventional vascular remodeling remains underexplored. Here, we find that MetR protects from arterial intimal hyperplasia in a focal stenosis model and adverse vascular remodeling after vein graft surgery. RNA sequencing reveals that MetR enhances the brown adipose tissue phenotype in arterial perivascular adipose tissue (PVAT) and induces it in venous PVAT. Specifically, PPAR-α was highly upregulated in PVAT-adipocytes. Furthermore, MetR dampens the post-operative pro-inflammatory response to surgery in PVAT-macrophages in vivo and in vitro . This study shows for the first time that the detrimental effects of dysfunctional PVAT on vascular remodeling can be reversed by MetR, and identifies pathways involved in browning of PVAT. Furthermore, we demonstrate the potential of short-term pre-operative MetR as a simple intervention to ameliorate vascular remodeling after vascular surgery. Graphical Abstract