Cephalochordates, urochordates, and vertebrates evolved from a common ancestor over 520 million years ago. To improve our understanding of chordate evolution and the origin of vertebrates, we intensively searched for particular genes, gene families, and conserved noncoding elements in the sequenced genome of the cephalochordate Branchiostoma floridae , commonly called amphioxus or lancelets. Special attention was given to homeobox genes, opsin genes, genes involved in neural crest development, nuclear receptor genes, genes encoding components of the endocrine and immune systems, and conserved cis -regulatory enhancers. The amphioxus genome contains a basic set of chordate genes involved in development and cell signaling, including a fifteenth Hox gene. This set includes many genes that were co-opted in vertebrates for new roles in neural crest development and adaptive immunity. However, where amphioxus has a single gene, vertebrates often have two, three, or four paralogs derived from two whole-genome duplication events. In addition, several transcriptional enhancers are conserved between amphioxus and vertebrates—a very wide phylogenetic distance. In contrast, urochordate genomes have lost many genes, including a diversity of homeobox families and genes involved in steroid hormone function. The amphioxus genome also exhibits derived features, including duplications of opsins and genes proposed to function in innate immunity and endocrine systems. Our results indicate that the amphioxus genome is elemental to an understanding of the biology and evolution of nonchordate deuterostomes, invertebrate chordates, and vertebrates.

Abstract While ATF6α plays a central role in the endoplasmic reticulum (ER) stress response, the function of ATF6β is largely unknown. Here, we demonstrate that ATF6β is highly expressed in the hippocampus of the brain, and specifically regulates the expression of calreticulin, a molecular chaperone in the ER with a high Ca 2+ -binding capacity. Calreticulin expression was reduced to ~50% in the central nervous system of Atf6b −/− mice, and restored by ATF6β. Analysis using cultured hippocampal neurons revealed that ATF6β deficiency reduced Ca 2+ stores in the ER and enhanced ER stress-induced death, which was rescued by ATF6β, calreticulin, Ca 2+ -modulating reagents such as BAPTA-AM and 2-APB, and ER stress inhibitor salubrinal. In vivo , kainate-induced neuronal death was enhanced in hippocampi of Atf6b −/− and Calr +/− mice, and restored by 2-APB and salubrinal. These results suggest that the ATF6β-calreticulin axis plays a critical role in the neuronal survival by improving Ca 2+ homeostasis under ER stress.

Abstract Social behavior is essential for the health, survival and reproduction of animals, yet the role of astrocytes in social behavior is largely unknown. CD38 is critical for social behaviors by regulating oxytocin release from hypothalamic neurons. On the other hand, CD38 is most abundantly expressed in astrocytes especially in the postnatal cortex, and is important for astroglial development. Here, we demonstrate that astroglial CD38 plays a pivotal role in the social behavior. Selective deletion of CD38 in postnatal astrocytes, but not in adult astrocytes, specifically impaired social memory without any other behavioral abnormalities. Morphological analysis revealed reductions in spine numbers, mature spines and excitatory synapse numbers in the pyramidal neurons of the medial prefrontal cortex (mPFC) due to deletion of astroglial CD38 in the postnatal brain. Astrocyte-conditioned medium (ACM) of CD38 KO astrocytes reduced synaptogenesis of cortical neurons by reducing extracellular SPARCL1, a synaptogenic protein. Finally, the release of SPARCL1 from astrocytes is regulated by CD38/cADPR/calcium signaling. Our data indicate that astroglial CD38 developmentally regulates social memory and neural circuit formation in the developing brain by promoting synaptogenesis through SPARCL1.

Pheochromocytoma is a rare form of adrenal hypertension. This study aimed to investigate the clinical characteristics and associated genetic mutations in patients with pheochromocytoma and primary aldosteronism. We retrospectively analyzed data from 23 patients with pheochromocytoma diagnosed and treated between 2011 and 2022. Three cases were complicated by primary aldosteronism. Compared to 15 other patients without primary aldosteronism complications, these three patients had a greater suppression of plasma renin activity (0.2 vs. 2.3 ng/mL/h, p < 0.01) and a higher aldosterone-to-renin ratio (p < 0.01). No significant differences were found in blood pressure, serum potassium levels, or plasma aldosterone concentrations between the two groups. In genetic analysis, among the three patients with pheochromocytoma and primary aldosteronism, two had a KCNJ5 (G151R) mutation in the pheochromocytoma tumor tissues. However, no CYP11B2- or CYP11B1-positive cells were detected via immunostaining in the pheochromocytoma tissues of these three patients. To our knowledge, this is the first study to reveal the presence of the KCNJ5 mutation, commonly considered specific to primary aldosteronism, in pheochromocytoma cases clinically complicated by primary aldosteronism. The findings suggest that patients with pheochromocytoma and suppressed plasma renin activity should be assessed for primary aldosteronism.

Background Delays in diagnosing rare genetic disorders often arise due to limited awareness and systemic challenges in primary care. This case highlights the importance of a holistic approach to patient care, encompassing timely detection and comprehensive evaluation of clinical features. Methods We report the case of a 21-year-old Ecuadorian male with facial and hand dysmorphias, cardiomegaly, pulmonary hypertension, and patent ductus arteriosus (PDA). Whole-exome sequencing, performed using the Illumina NextSeq platform. We extensively analyzed over 100 genes linked to congenital structural heart diseases. Results The genetic findings provided a definitive diagnosis of Craniofacial-Deafness-Hand Syndrome, an extremely rare autosomal dominant condition, but found no variants that explain the patient’s cardiac phenotype. We identified a novel pathogenic missense variant in the PAX3 gene (c.A91C, p. T31P). Discussion and conclusions This case underscores the necessity of integrating genetic testing into routine clinical practice to enhance diagnostic precision for rare diseases. It also highlights the need for multidisciplinary collaboration and a holistic care model to improve patient outcomes. The unique association of Craniofacial-Deafness-Hand Syndrome with cardiovascular anomalies due to a PAX3 variation provides valuable insights into the genetic underpinnings of this rare condition.

Recently, the usefulness of circulating tumor DNA (ctDNA) analysis in various malignancies has been reported. However, reports on ctDNA analysis in adrenocortical carcinoma (ACC) are few. Therefore, this study aimed to examine the detectability of genetic mutations in ctDNA and the association between ctDNA allelic ratio and disease progression in a patient with post-operative recurrence of ACC. A 77-year-old woman presented with a 5.4 cm left adrenal mass, which was clinically diagnosed as subclinical cortisol-producing ACC on close examination. She underwent left adrenalectomy and was diagnosed with stage II (T2N0M0) ACC. Post-operatively, adjuvant chemotherapy with mitotane was commenced because of histologically high-grade ACC. However, 17 months post-operatively, she had a local recurrence at the left adrenalectomy site. FoundationOne

ABSTRACT Missing an entire chromosome or chromosome arm in normal diploid cells has a deleterious impact on cell viability, which may contribute to the development of specific birth defects. Nevertheless, the effects of chromosome loss in human cells have remained unexplored due to the lack of suitable model systems. Here, we developed an efficient, selection‐free approach to generate partial monosomy in human induced pluripotent stem cells (iPSCs). The introduction of Cas9 proteins and a pair of gRNAs induces over megabase‐sized interstitial chromosomal deletions. Using human chromosome 21 (HSA21) as a model, partial monosomy 21q (PM21q) iPSC lines with deletions ranging from 4.5 to 27.9 Mb were isolated. A 33.6 Mb deletion, encompassing all protein‐coding genes on 21q, was also achieved, establishing the first 21q monosomy human iPSC line. Transcriptome and proteome analyses revealed that the abundances of mRNA and protein encoded by the majority of genes in the monosomic regions are half of the diploid expression level, indicating an absence of dosage compensation. The ability to generate customized partial monosomy cell lines on an isogenic, karyotypically normal background should facilitate the gain of novel insights into the impact of chromosome loss on cellular fitness.

Background: Alopecia areata (AA) is a highly heritable multifactorial and complex disease. However, no convincing susceptibility gene has yet been pinpointed in the major histocompatibility complex (MHC), a region in the human genome known to be associated with AA as compared to other regions. Results: By sequencing MHC risk haplotypes, we identified a variant (rs142986308, p.Arg587Trp) in the coiled-coil alpha-helical rod protein 1 (CCHCR1) gene as the only non-synonymous variant in the AA risk haplotype. Using CRISPR/Cas9 for allele-specific genome editing, we then phenocopied AA symptomatic patched hair loss in mice engineered to carry the Cchcr1 risk allele. Skin biopsies of these alopecic mice showed strong up-regulation of hair-related genes, including hair keratin and keratin-associated proteins (KRTAPs). Using transcriptomics findings, we further identified CCHCR1 as a novel component of hair shafts and cuticles in areas where the engineered alopecic mice displayed fragile and impaired hair. Conclusions: These results suggest an alternative mechanism for the aetiology of AA based on aberrant keratinization, in addition to generally well-known autoimmune events.