Lithium metal anodes have long been considered as "holy grail" in the field of energy storage batteries, but dendrite growth and large volume changes hinder their practical applications. Herein, a facile and eco-friendly CF4 plasma treatment is employed for the surface modification of Li anodes, and an artificial layer consisting of LiF and Li2 C2 is fabricated for the first time. Experimental results and theoretical calculations reveal that the high adsorption energy of LiF and low Li+ diffusion barriers in Li2 C2 induce uniform nucleation and planar growth of Li, guaranteeing a stable and dendrite-free Li structure during the repeated plating/stripping process of cycling. Symmetric cells using CF4 plasma-treated Li operate stably for more than 6500 h (at 2 mA cm-2 and 1 mAh cm-2 ) or 950 h (at 1 mA cm-2 and 10 mAh cm-2 ). When paired with a LiFePO4 cathode, full batteries deliver a high reversible capacity of 136 mAh g-1 (at 1 C) with considerable cycling stability (97.2% capacity retention over 200 cycles) and rate performance (116 mAh g-1 up to 5 C). This powerful application of plasma technology toward novel LiF-Li2 C2 artificial layers provide new routes for constructing environment-friendly and high-performance energy storage devices.

Abstract DNA methylation (DNAm) that occurs on promoter regions is primarily considered to repress gene expression. Previous studies indicated that DNAm could also show positive correlations with gene expression. Both DNAm and gene expression profiles are known to be tissue- and development-specific. This study aims to investigate how DNAm and gene expression are coordinated across different human tissues and developmental stages, as well as the biological significance of such correlations. By analyzing 2,239 samples with both DNAm and gene expression data in the same human subjects obtained from six published datasets, we evaluated the correlations between gene and CpG pairs (GCPs) at cis-regions and compared significantly correlated GCPs (cGCPs) across different tissues and brains at different age groups. A total of 37,363 cGCPs were identified in the six datasets; approximately 38% of the cGCPs were positively correlated. The majority (>90%) of cGCPs were tissue- or development-specific. We also observed that the correlation direction can be opposite in different tissues and ages. Further analysis highlighted the importance of cGCPs for their cellular functions and potential roles in complex traits and human diseases. For instance, early developmental brain possessed a highly unique set of cGCPs that were associated with neurogenesis and psychiatric disorders. By assessing the epigenetic factors involved in cGCPs, we discovered novel regulatory mechanisms of positive cGCPs distinct from negative cGCPs, which were related to multiple factors, such as H3K27me3, CTCF, and JARD2. The catalog of cGCPs compiled can be used to guide functional interpretation of genetic and epigenetic studies.

The Ten Eleven Translocation 1 (TET1) protein is a DNA demethylase that regulates gene expression through alteration of DNA methylation. Recent studies have demonstrated that TET1 could modulate transcriptional expression independent of its DNA demethylation activity; however, the detailed mechanisms underlying TET1’s role in such transcriptional regulation remain not well understood. Here, we uncovered that Tet1 formed a chromatin complex with histone acetyltransferase Mof and scaffold protein Sin3a in mouse embryonic stem cells by integrative genomic analysis using publicly available ChIP-seq data sets. Specifically, the TET1/SIN3A/hMOF complex mediates acetylation of histone H4 at lysine 16, via facilitating the binding of hMOF on chromatin, to regulate expression of important DNA repair genes in DNA double strand breaks, including TP53BP1, RAD50, RAD51, and BRCA1, for homologous recombination and non-homologous end joining repairs. Under hydrogen peroxide-induced DNA damage, dissociation of TET1 and hMOF from chromatin, concurrent with increased binding of SIRT1 on chromatin, led to hypo-acetylation of H4K16, reduced expression of these DNA repair genes, and DNA repair defects in a DNA methylation independent manner. A similar epigenetic dynamic alteration was also observed in H-RASV12 oncogenic-transformed cells, supporting the notion that suppression of TET1 downregulates DNA repair genes through modifying H4K16ac, instead of its demethylation function, and therefore contribute to tumorigenesis. Taken together, our results suggested a mechanistic link between a novel TET1 complex and H4K16ac, DNA repair genes expression, and genomic instability.

With the evolution of rapid epigenetic research, Illumina Infinium HumanMethylation BeadChips have been widely used to study DNA methylation. However, in evaluating the accuracy of this method, we found that the commonly used Illumina HumanMethylation BeadChips are substantially affected by positional effects; the DNA sample's location in a chip affects the measured methylation levels. We analyzed three HumanMethylation450 and three HumanMethylation27 datasets by using four methods to prove the existence of positional effects. Three datasets were analyzed further for technical replicate analysis or differential methylation CpG sites analysis. The pre- and post- correction comparisons indicate that the positional effects could alter the measured methylation values and downstream analysis results. Nevertheless, ComBat, linear regression and functional normalization could all be used to minimize such artifact. We recommend performing ComBat to correct positional effects followed by the correction of batch effects in data preprocessing as this procedure slightly outperforms the others. In addition, randomizing the sample placement should be a critical laboratory practice for using such experimental platforms. Code for our method is freely available at: https://github.com/ChuanJ/posibatch.