Summary The genus Flaveria , containing species at different evolutionary stages of the progression from C 3 to C 4 photosynthesis, is used as a model system to study the evolution of C 4 photosynthesis. Here, we report chromosome-scale genome sequences for five Flaveria species, including C 3 , C 4 , and intermediate species. Our analyses revealed that both acquiring additional gene copies and recruiting ethylene responsive factor (ERF) cis -regulatory elements (CREs) contributed to the emergence of C 4 photosynthesis. ERF transcriptional factors (TFs), especially intronless ERF TFs, were co-opted in dicotyledonous C 4 species and monocotyledonous C 4 species in parallel. These C 4 species co-opted intronless ERF TFs originated from the Late Ordovician mass extinction that occurred ∼450 million years ago in coping with environmental stress. Therefore, this study demonstrated that intronless ERF TFs were acquired during the early evolution of plants and provided the molecular toolbox facilitating multiple subsequent independent evolutions of C 4 photosynthesis.

Background Lung metastasis remains the primary cause of tumor-related mortality, with limited treatment options and unsatisfactory efficacy. In preclinical studies, T helper 9 (T H 9) cells have shown promise in treating solid tumors. However, it is unclear whether T H 9 cells can tackle more challenging situations, such as established lung metastases. Moreover, comprehensive exploration into the nuanced biological attributes of T H 9 cells is imperative to further unravel their therapeutic potential. Methods We adoptively transferred T H 1, T H 9, and T H 17 cells into subcutaneous, in situ , and established lung metastases models of osteosarcoma and triple-negative breast cancer, respectively, comparing their therapeutic efficacy within each distinct model. We employed flow cytometry and an in vivo imaging system to evaluate the accumulation patterns of T H 1, T H 9, and T H 17 cells in the lungs after transfusion. We conducted bulk RNA sequencing on in vitro differentiated T H 9 cells to elucidate the chemokine receptor CXCR4, which governs their heightened pulmonary tropism relative to T H 1 and T H 17 cell counterparts. Using Cd4 cre Cxcr4 flox/flox mice, we investigate the effects of CXCR4 on the lung tropism of T H 9 cells. We performed mass spectrometry to identify the E3 ligase responsible for CXCR4 ubiquitination and elucidated the mechanism governing CXCR4 expression within T H 9 cellular milieu. Ultimately, we analyzed the tumor immune composition after T H 9 cell transfusion and evaluated the therapeutic efficacy of adjunctive anti-programmed cell death protein-1 (PD-1) therapy in conjunction with T H 9 cells. Results In this study, we provide evidence that T H 9 cells exhibit higher lung tropism than T H 1 and T H 17 cells, thereby exhibiting exceptional efficacy in combating established lung metastases. CXCR4-CXCL12 axis is responsible for lung tropism of T H 9 cells as ablating CXCR4 in CD4 + T cells reverses their lung accumulation. Mechanistically, tumor necrosis factor receptor-associated factor 6 (TRAF6)-driven hyperactivation of NF-κB signaling in T H 9 cells inhibited ITCH-mediated ubiquitination of CXCR4, resulting in increased CXCR4 accumulation and enhanced lung tropism of T H 9 cells. Besides, T H 9 cells’ transfusion significantly improved the immunosuppressed microenvironment. T H 9 cells and anti-PD-1 exhibit synergistic effects in tumor control. Conclusions Our findings emphasized the innate lung tropism of T H 9 cells driven by the activation of TRAF6, which supports the potential of T H 9 cells as a promising therapy for established lung metastases.