The regulatory role of N6-methyladenosine (m6A) and its nuclear binding protein YTHDC1 in pre-mRNA splicing remains an enigma. Here we show that YTHDC1 promotes exon inclusion in targeted mRNAs through recruiting pre-mRNA splicing factor SRSF3 (SRp20) while blocking SRSF10 (SRp38) mRNA binding. Transcriptome assay with PAR-CLIP-seq analysis revealed that YTHDC1-regulated exon-inclusion patterns were similar to those of SRSF3 but opposite of SRSF10. In vitro pull-down assay illustrated a competitive binding of SRSF3 and SRSF10 to YTHDC1. Moreover, YTHDC1 facilitates SRSF3 but represses SRSF10 in their nuclear speckle localization, RNA-binding affinity, and associated splicing events, dysregulation of which, as the result of YTHDC1 depletion, can be restored by reconstitution with wild-type, but not m6A-binding-defective, YTHDC1. Our findings provide the direct evidence that m6A reader YTHDC1 regulates mRNA splicing through recruiting and modulating pre-mRNA splicing factors for their access to the binding regions of targeted mRNAs.

5-methylcytosine (m5C) is a post-transcriptional RNA modification identified in both stable and highly abundant tRNAs and rRNAs, and in mRNAs. However, its regulatory role in mRNA metabolism is still largely unknown. Here, we reveal that m5C modification is enriched in CG-rich regions and in regions immediately downstream of translation initiation sites and has conserved, tissue-specific and dynamic features across mammalian transcriptomes. Moreover, m5C formation in mRNAs is mainly catalyzed by the RNA methyltransferase NSUN2, and m5C is specifically recognized by the mRNA export adaptor ALYREF as shown by in vitro and in vivo studies. NSUN2 modulates ALYREF's nuclear-cytoplasmic shuttling, RNA-binding affinity and associated mRNA export. Dysregulation of ALYREF-mediated mRNA export upon NSUN2 depletion could be restored by reconstitution of wild-type but not methyltransferase-defective NSUN2. Our study provides comprehensive m5C profiles of mammalian transcriptomes and suggests an essential role for m5C modification in mRNA export and post-transcriptional regulation.

DNA N6-methyladenine (6mA) modification is commonly found in microbial genomes and plays important functions in regulating numerous biological processes in bacteria. However, whether 6mA occurs and what its potential roles are in higher-eukaryote cells remain unknown. Here, we show that 6mA is present in Drosophila genome and that the 6mA modification is dynamic and is regulated by the Drosophila Tet homolog, DNA 6mA demethylase (DMAD), during embryogenesis. Importantly, our biochemical assays demonstrate that DMAD directly catalyzes 6mA demethylation in vitro. Further genetic and sequencing analyses reveal that DMAD is essential for development and that DMAD removes 6mA primarily from transposon regions, which correlates with transposon suppression in Drosophila ovary. Collectively, we uncover a DNA modification in Drosophila and describe a potential role of the DMAD-6mA regulatory axis in controlling development in higher eukaryotes.

DNA hydroxymethylation and its mediated DNA demethylation are critical for multiple cellular processes, for example, nuclear reprogramming, embryonic development, and many diseases. Here, we demonstrate that a vital nutrient ascorbic acid (AA), or vitamin C (Vc), can directly enhance the catalytic activity of Tet dioxygenases for the oxidation of 5-methylcytosine (5mC). As evidenced by changes in intrinsic fluorescence and catalytic activity of Tet2 protein caused by AA and its oxidation-resistant derivatives, we further show that AA can uniquely interact with the C-terminal catalytic domain of Tet enzymes, which probably promotes their folding and/or recycling of the cofactor Fe2+. Other strong reducing chemicals do not have a similar effect. These results suggest that AA also acts as a cofactor of Tet enzymes. In mouse embryonic stem cells, AA significantly increases the levels of all 5mC oxidation products, particularly 5-formylcytosine and 5-carboxylcytosine (by more than an order of magnitude), leading to a global loss of 5mC (∼40%). In cells deleted of the Tet1 and Tet2 genes, AA alters neither 5mC oxidation nor the overall level of 5mC. The AA effects are however restored when Tet2 is re-expressed in the Tet-deficient cells. The enhancing effects of AA on 5mC oxidation and DNA demethylation are also observed in a mouse model deficient in AA synthesis. Our data establish a direct link among AA, Tet, and DNA methylation, thus revealing a role of AA in the regulation of DNA modifications.

N6-methyladenosine (m6A) has been recently identified as a conserved epitranscriptomic modification of eukaryotic mRNAs, but its features, regulatory mechanisms, and functions in cell reprogramming are largely unknown. Here, we report m6A modification profiles in the mRNA transcriptomes of four cell types with different degrees of pluripotency. Comparative analysis reveals several features of m6A, especially gene- and cell-type-specific m6A mRNA modifications. We also show that microRNAs (miRNAs) regulate m6A modification via a sequence pairing mechanism. Manipulation of miRNA expression or sequences alters m6A modification levels through modulating the binding of METTL3 methyltransferase to mRNAs containing miRNA targeting sites. Increased m6A abundance promotes the reprogramming of mouse embryonic fibroblasts (MEFs) to pluripotent stem cells; conversely, reduced m6A levels impede reprogramming. Our results therefore uncover a role for miRNAs in regulating m6A formation of mRNAs and provide a foundation for future functional studies of m6A modification in cell reprogramming.

The large yellow croaker, Larimichthys crocea, is one of the most economically important marine fish species endemic to China. Its wild stocks have severely suffered from overfishing, and the aquacultured species are vulnerable to various marine pathogens. Here we report the creation of a draft genome of a wild large yellow croaker using a whole-genome sequencing strategy. We estimate the genome size to be 728 Mb with 19,362 protein-coding genes. Phylogenetic analysis shows that the stickleback is most closely related to the large yellow croaker. Rapidly evolving genes under positive selection are significantly enriched in pathways related to innate immunity. We also confirm the existence of several genes and identify the expansion of gene families that are important for innate immunity. Our results may reflect a well-developed innate immune system in the large yellow croaker, which could aid in the development of wild resource preservation and mariculture strategies. The large yellow croaker, Larimichthys crocea, is an economically important marine fish in China. Here, the authors sequence the draft genome of a wild large yellow croaker and highlight genes that may have played a role in the development of innate immunity in this species.

SUMMARY The COVID-19 pandemic is a widespread and deadly public health crisis. The pathogen SARS-CoV-2 replicates in the lower respiratory tract and causes fatal pneumonia. Although tremendous efforts have been put into investigating the pathogeny of SARS-CoV-2, the underlying mechanism of how SARS-CoV-2 interacts with its host is largely unexplored. Here, by comparing the genomic sequences of SARS-CoV-2 and human, we identified five fully conserved elements in SARS-CoV-2 genome, which were termed as “human identical sequences (HIS)”. HIS are also recognized in both SARS-CoV and MERS-CoV genome. Meanwhile, HIS-SARS-CoV-2 are highly conserved in the primate. Mechanically, HIS-SARS-CoV-2, behaving as virus-derived miRNAs, directly target to the human genomic loci and further interact with host enhancers to activate the expression of adjacent and distant genes, including cytokines gene and angiotensin converting enzyme II ( ACE2 ), a well-known cell entry receptor of SARS-CoV-2, and hyaluronan synthase 2 ( HAS2 ), which further increases hyaluronan formation. Noteworthily, hyaluronan level in plasma of COVID-19 patients is tightly correlated with severity and high risk for acute respiratory distress syndrome (ARDS) and may act as a predictor for the progression of COVID-19. HIS antagomirs, which downregulate hyaluronan level effectively, and 4-Methylumbelliferone (MU), an inhibitor of hyaluronan synthesis, are potential drugs to relieve the ARDS related ground-glass pattern in lung for COVID-19 treatment. Our results revealed that unprecedented HIS elements of SARS-CoV-2 contribute to the cytokine storm and ARDS in COVID-19 patients. Thus, blocking HIS-involved activating processes or hyaluronan synthesis directly by 4-MU may be effective strategies to alleviate COVID-19 progression.

Stroke etiology could influence the outcomes in patients with basilar-artery occlusion (BAO). This study aimed to evaluate the differences in efficacy and safety of best medical treatment (BMT) plus endovascular treatment (EVT) versus BMT alone in acute BAO across different stroke etiologies.

Psoriasis is a chronic skin inflammation influenced by dysregulated skin microbiota, with the role of microbiota in psoriasis gaining increasing prominence. Bacterial extracellular vesicles (bEVs) serve as crucial regulators in the interaction between hosts and microbiota. However, the mechanism underlying the therapeutic potential of bEVs from commensal bacteria in psoriasis remains unclear. Here, we investigated the therapeutic role of Cutibacterium acnes (C. acnes)-derived extracellular vesicles (CA-EVs) in psoriasis treatment. To prolong the active duration of CA-EVs, we encapsulated them in gelatin methacrylate (GelMA) to fabricate hydrogel microspheres (CA-EVs@GHM) with sustained release properties. As GelMA degraded, CA-EVs were gradually released, maintaining a high concentration in mouse skin even 96 hours post-treatment. In human keratinocyte cells (HaCaT), CA-EVs@GHM enhanced resistance to Staphylococcus aureus (S. aureus), promoted proliferation and migration of HaCaT cells exposed to S. aureus, and significantly reduced the expression of inflammatory genes such as interleukin (IL)-6 and C-X-C motif chemokine ligand 8 (CXCL8). In vivo, CA-EVs@GHM, more potent than CA-EVs alone, markedly attenuated proinflammatory gene expression, including tumor necrosis factor (TNF), Il6, Il17a, Il22 and Il23a in imiquimod (IMQ)-induced psoriasis-like mice, and restored skin barrier function. 16S rRNA sequencing revealed that CA-EVs@GHM might provide therapeutic effects against psoriasis by restoring microbiota diversity on the back skin of mice, reducing Staphylococcus colonization, and augmenting lipid metabolism. Furthermore, flow cytometry analysis showed that CA-EVs@GHM prevented the conversion of type 2 innate lymphoid cells (ILC2) to type 3 innate lymphoid cells (ILC3) in psoriasis-like mouse skin, reducing the pathogenic ILC3 population and suppressing the secretion of IL-17 and IL-22. In summary, our findings demonstrate that the long-term sustained release of CA-EVs alleviated psoriasis symptoms by controlling the transformation of innate lymphoid cells (ILCs) subgroups and restoring skin microbiota homeostasis, thus offering a promising therapy for psoriasis treatment. Cutibacterium acnes, which is reduced in psoriasis skin, has been reported to promote skin homeostasis by regulating immune balance. Compared to live bacteria, bacterial extracellular vesicles (bEVs) are less prone to toxicity and safety concerns. bEVs play a pivotal role in maintaining bacterial homeostasis and modulating the immune system. However, bEVs without sustained release materials are unable to function continuously in chronic diseases. Therefore, we utilized hydrogel microspheres to encapsulate Cutibacterium acnes (C. acnes)-derived extracellular vesicles (CA-EVs), enabling long term sustained release. Our findings indicate that, CA-EVs loaded gelatin methacrylate hydrogel microspheres (CA-EVs@GHM) showed superior therapeutic effects in treating psoriasis compared to CA-EVs. CA-EVs@GHM exhibited a more significant regulation of pathological type 3 innate lymphoid cells (ILC3) and skin microbiota, providing a promising approach for microbiota-derived extracellular vesicle therapy in the treatment of skin inflammation.