Summary Centrioles are polarized microtubule-based organelles that seed the formation of cilia, and which assemble from a cartwheel containing stacked ring oligomers of SAS-6 proteins. A cryo-tomography map of centrioles from the termite flagellate Trichonympha spp. was obtained previously, but higher resolution analysis is likely to reveal novel features. Using sub-tomogram averaging (STA) in T. spp. and Trichonympha agilis , we delineate the architecture of centriolar microtubules, pinhead and A-C-linker. Moreover, we report ∼25 Å resolution maps of the central cartwheel, revealing notably polarized cartwheel inner densities (CID). Furthermore, STA of centrioles from the distant flagellate Teranympha mirabilis uncovers similar cartwheel architecture and a distinct filamentous CID. Fitting the CrSAS-6 crystal structure into the flagellate maps and analyzing cartwheels generated in vitro indicates that SAS-6 rings can directly stack onto one another in two alternating configurations: with a slight rotational offset and in register. Overall, improved STA maps in three flagellates enabled us to unravel novel architectural features, including of centriole polarity and cartwheel stacking, thus setting the stage for an accelerated elucidation of underlying assembly mechanisms.

Background: RNA interference (RNAi) related pathways are essential for germline development and fertility in metazoa and can contribute to inter- and trans-generational inheritance. In the nematode Caenorhabditis elegans environmental double-stranded RNA provided by feeding can lead to heritable changes in phenotype and gene expression. Notably, transmission efficiency differs between the male and female germline, yet the underlying mechanisms remain elusive. Results: Here we use high-throughput sequencing of dissected gonads to quantify sex-specific endogenous piRNAs, miRNAs and siRNAs in the C. elegans germline and the somatic gonad. We identify genes with exceptionally high levels of 22G RNAs that are associated with low mRNA expression, a signature compatible with silencing. We further demonstrate that contrary to the hermaphrodite germline, the male germline, but not male soma, is resistant to environmental RNAi triggers provided by feeding. This sex-difference in silencing efficacy is associated with lower levels of gonadal RNAi amplification products. Moreover, this tissue- and sex-specific RNAi resistance is regulated by the germline, since mutant males with a feminized germline are RNAi sensitive. Conclusion: This study provides important sex-and tissue-specific expression data of miRNA, piRNA and siRNA as well as mechanistic insights into sex-differences of gene regulation in response to environmental cues.

Abstract The centriole is a minute cylindrical organelle present in a wide range of eukaryotic species. Most centrioles have a signature 9-fold radial symmetry of microtubules that is imparted onto the axoneme of the cilia and flagella they template, with 9 centriolar microtubule doublets growing into 9 axonemal microtubule doublets. There are exceptions to the 9-fold symmetrical arrangement of axonemal microtubules, with lower or higher fold symmetries in some species. In the few cases where this has been examined, such alterations in axonemal symmetries are grounded in likewise alterations in centriolar symmetries. Here, we examine the question of microtubule number continuity between centriole and axoneme in flagellated gametes of the gregarine Lecudina tuzetae , which have been reported to exhibit a 6-fold radial symmetry of axonemal microtubules. We used time-lapse differential interference microscopy to identify the stage at which flagellated gametes are present. Thereafter, using electron microscopy and ultrastructure-expansion microscopy coupled to STimulated Emission Depletion (STED) super-resolution imaging, we uncover that a 6- or 5-fold radial symmetry in the axoneme is accompanied by an 8-fold radial symmetry in the centriole. We conclude that there can be plasticity in the transition between centriolar and axonemal microtubules.