We report a draft sequence for the genome of the domesticated silkworm (Bombyx mori), covering 90.9% of all known silkworm genes. Our estimated gene count is 18,510, which exceeds the 13,379 genes reported for Drosophila melanogaster. Comparative analyses to fruitfly, mosquito, spider, and butterfly reveal both similarities and differences in gene content.

SCF ubiquitin ligases control various processes by marking regulatory proteins for ubiquitin-dependent proteolysis. To illuminate how SCF complexes are regulated, we sought proteins that interact with the human SCF component CUL1. The COP9 signalosome (CSN), a suppressor of plant photomorphogenesis, associated with multiple cullins and promoted cleavage of the ubiquitin-like protein NEDD8 from Schizosaccharomyces pombe CUL1 in vivo and in vitro. Multiple NEDD8-modified proteins uniquely accumulated in CSN-deficient S. pombe cells. We propose that the broad spectrum of activities previously attributed to CSN subunits—including repression of photomorphogenesis, activation of JUN, and activation of p27 nuclear export—underscores the importance of dynamic cycles of NEDD8 attachment and removal in biological regulation.

Arabidopsis COP1 acts as a light-inactivable repressor of photomorphogenic development, but its molecular mode of action remains unclear. Here, we show that COP1 negatively regulates HY5, a bZIP protein and a positive regulator of photomorphogenic development. Both in vitro and in vivo assays indicate that COP1 interacts directly and specifically with HY5. The hyperphotomorphogenic phenotype caused by the over-expression of a mutant HY5, which lacks the COP1-interactive domain, supports the regulatory role of HY5-COP1 interaction. Further, HY5 is capable of directly interacting with the CHS1 minimal promoter and is essential for its light activation. We propose that the direct interaction with and regulation of transcription factors by COP1 may represent the molecular mechanism for its control of gene expression and photomorphogenic development.

We describe a genetic variation map for the chicken genome containing 2.8 million single-nucleotide polymorphisms (SNPs). This map is based on a comparison of the sequences of three domestic chicken breeds (a broiler, a layer and a Chinese silkie) with that of their wild ancestor, red jungle fowl. Subsequent experiments indicate that at least 90% of the variant sites are true SNPs, and at least 70% are common SNPs that segregate in many domestic breeds. Mean nucleotide diversity is about five SNPs per kilobase for almost every possible comparison between red jungle fowl and domestic lines, between two different domestic lines, and within domestic lines—in contrast to the notion that domestic animals are highly inbred relative to their wild ancestors. In fact, most of the SNPs originated before domestication, and there is little evidence of selective sweeps for adaptive alleles on length scales greater than 100 kilobases.

The Arabidopsis HY5 gene has been defined genetically as a positive regulator of photomorphogenesis and recently has been shown to encode a basic leucine zipper type of transcription factor. Here, we report that HY5 is constitutively nuclear localized and is involved in light regulation of transcriptional activity of the promoters containing the G-box, a well-characterized light-responsive element (LRE). In vitro DNA binding studies suggested that HY5 can bind specifically to the G-box DNA sequences but not to any of the other LREs present in the light-responsive promoters examined. High-irradiance light activation of two synthetic promoters containing either the consensus G-box alone or the G-box combined with the GATA motif (another LRE) and the native Arabidopsis ribulose bisphosphate carboxylase small subunit gene RBCS-1A promoter, which has an essential copy of the G-box, was significantly compromised in the hy5 mutant. The hy5 mutation's effect on the high-irradiance light activation of gene expression was observed in both photosynthetic and nonphotosynthetic tissues. Furthermore, the characteristic phytochrome-mediated red light– and farred light–reversible low-fluence induction of the G-box–containing promoters was diminished specifically in hy5 plants. These results suggest that HY5 may interact directly with the G-box in the promoters of light-inducible genes to mediate light-controlled transcriptional activity.

Abstract Intron retention (IR) is the most common alternative splicing event in Arabidopsis . An increasing number of studies have demonstrated the major role of IR in gene expression regulation. The impacts of IR on plant growth and development and response to environments remain underexplored. Here, we found that IR functions directly in gene expression regulation on a genome-wide scale through the detainment of intron-retained transcripts (IRTs) in the nucleus. Nuclear-retained IRTs can be kept away from translation through this mechanism. COP1-dependent light modulation of the IRTs of light signaling genes, such as PIF4 , RVE1 , and ABA3 , contribute to seedling morphological development in response to changing light conditions. Furthermore, light-induced IR changes are under the control of the spliceosome, and in part through COP1-dependent ubiquitination and degradation of DCS1, a plant-specific spliceosomal component. Our data suggest that light regulates the activity of the spliceosome and the consequent IRT nucleus detainment to modulate photomorphogenesis through COP1.

Abstract Immunoediting, which includes three temporally distinct stages, termed elimination, equilibrium, and escape, has been proposed to explain the interactions between cancer cells and the immune system during the evolution of cancer. However the status of immunoediting in cancer remains unclear, and the existence of neoantigen depletion signal in untreated cancer has been debated. Here we developed a distribution pattern based method for quantifying neoantigen mediated negative selection in cancer evolution. Our method provides a robust and reliable quantification for immunoediting signal in an individual cancer patient. The prevalence of immunoediting signal in immunotherapy untreated cancer genome has been demonstrated with this method. Importantly, the elimination and escape stages of immunoediting can be quantified separately, tumor types with strong immunoediting-elimination tend to have weak immunoediting-escape signal, and vice versa. Quantified immunoediting-elimination signal predicts cancer immunotherapy clinical response. Immunoediting quantification provides an evolutional perspective for evaluating the antigenicity of neoantigen, and reveals a potential biomarker for cancer precision immunotherapy.

Abstract Copy number alterations (CNAs) are a predominant source of genetic alterations in human cancer and play an important role in cancer progression. However comprehensive understanding of the mutational processes and signatures of CNA is still lacking. Here we developed a mechanism-agnostic method to categorize CNA based on various fragment properties, which reflect the consequences of mutagenic processes and can be extracted from different types of data, including whole genome sequencing (WGS) and SNP array. The 14 signatures of CNA have been extracted from 2778 pan-cancer analysis of whole genomes (PCAWG) WGS samples, and further validated with 10851 the cancer genome atlas (TCGA) SNP array dataset. Novel patterns of CNA have been revealed through this study. The activities of some CNA signatures consistently predict cancer patients’ prognosis. This study provides a repertoire for understanding the signatures of CNA in cancer, with potential implications for cancer prognosis, evolution, and etiology.

Abstract Extrachromosomal DNA (ecDNA) is a type of circular and tumor specific genetic element. EcDNA has been reported to display open chromatin structure, facilitate oncogene amplification and genetic material unequal segregation, and is associated with poor cancer patients’ prognosis. The ability of immune evasion is a typical feature for cancer progression, however the tumor intrinsic factors that determine immune evasion remain poorly understood. Here we show that the presence of ecDNA is associated with markers of tumor immune evasion, and obtaining ecDNA could be one of the mechanisms employed by tumor cells to escape immune surveillance. Tumors with ecDNA usually have comparable TMB and neoantigen load, however they have lower immune cell infiltration and lower cytotoxic T cell activity. The microenvironment of tumors with ecDNA shows increased immune desert, decreased immune enriched fibrotic types. Both MHC class I and class II antigen presentation genes’ expression are decreased in tumors with ecDNA, and this could be the underlying mechanism for ecDNA associated immune evasion. This study provides evidence that the presence of ecDNA is an immune escape mechanism for cancer cells.