We report the draft genome of the black cottonwood tree, Populus trichocarpa . Integration of shotgun sequence assembly with genetic mapping enabled chromosome-scale reconstruction of the genome. More than 45,000 putative protein-coding genes were identified. Analysis of the assembled genome revealed a whole-genome duplication event; about 8000 pairs of duplicated genes from that event survived in the Populus genome. A second, older duplication event is indistinguishably coincident with the divergence of the Populus and Arabidopsis lineages. Nucleotide substitution, tandem gene duplication, and gross chromosomal rearrangement appear to proceed substantially more slowly in Populus than in Arabidopsis. Populus has more protein-coding genes than Arabidopsis , ranging on average from 1.4 to 1.6 putative Populus homologs for each Arabidopsis gene. However, the relative frequency of protein domains in the two genomes is similar. Overrepresented exceptions in Populus include genes associated with lignocellulosic wall biosynthesis, meristem development, disease resistance, and metabolite transport.

The fungus Laccaria bicolor — seen in its above-ground fruiting body presence as the 'bicoloured deceiver' mushroom — lives symbiotically on the roots of trees. Its genome has now been sequenced, and the key features of the genome characterized by transcript profiling. The study throws light on the mechanism of mycorrhizal symbiosis, the union of roots and soil fungi that is of vital important to plant productivity. And it will be of keen interest to evolutionary and plant biologists for its revelations about plant–fungus interactions shaping genomes over time. The genome of the fungus Laccaria bicolor is described; it is of keen interest to evolutionary and plant biologists for its revelations about plant–fungus interactions shaping genomes over time. Mycorrhizal symbioses—the union of roots and soil fungi—are universal in terrestrial ecosystems and may have been fundamental to land colonization by plants1,2. Boreal, temperate and montane forests all depend on ectomycorrhizae1. Identification of the primary factors that regulate symbiotic development and metabolic activity will therefore open the door to understanding the role of ectomycorrhizae in plant development and physiology, allowing the full ecological significance of this symbiosis to be explored. Here we report the genome sequence of the ectomycorrhizal basidiomycete Laccaria bicolor (Fig. 1) and highlight gene sets involved in rhizosphere colonization and symbiosis. This 65-megabase genome assembly contains ∼20,000 predicted protein-encoding genes and a very large number of transposons and repeated sequences. We detected unexpected genomic features, most notably a battery of effector-type small secreted proteins (SSPs) with unknown function, several of which are only expressed in symbiotic tissues. The most highly expressed SSP accumulates in the proliferating hyphae colonizing the host root. The ectomycorrhizae-specific SSPs probably have a decisive role in the establishment of the symbiosis. The unexpected observation that the genome of L. bicolor lacks carbohydrate-active enzymes involved in degradation of plant cell walls, but maintains the ability to degrade non-plant cell wall polysaccharides, reveals the dual saprotrophic and biotrophic lifestyle of the mycorrhizal fungus that enables it to grow within both soil and living plant roots. The predicted gene inventory of the L. bicolor genome, therefore, points to previously unknown mechanisms of symbiosis operating in biotrophic mycorrhizal fungi. The availability of this genome provides an unparalleled opportunity to develop a deeper understanding of the processes by which symbionts interact with plants within their ecosystem to perform vital functions in the carbon and nitrogen cycles that are fundamental to sustainable plant productivity.

The Périgord black truffle (Tuber melanosporum Vittad.) and the Piedmont white truffle dominate today's truffle market. The hypogeous fruiting body of T. melanosporum is a gastronomic delicacy produced by an ectomycorrhizal symbiont endemic to calcareous soils in southern Europe. The worldwide demand for this truffle has fuelled intense efforts at cultivation. Identification of processes that condition and trigger fruit body and symbiosis formation, ultimately leading to efficient crop production, will be facilitated by a thorough analysis of truffle genomic traits. In the ectomycorrhizal Laccaria bicolor, the expansion of gene families may have acted as a 'symbiosis toolbox'. This feature may however reflect evolution of this particular taxon and not a general trait shared by all ectomycorrhizal species. To get a better understanding of the biology and evolution of the ectomycorrhizal symbiosis, we report here the sequence of the haploid genome of T. melanosporum, which at approximately 125 megabases is the largest and most complex fungal genome sequenced so far. This expansion results from a proliferation of transposable elements accounting for approximately 58% of the genome. In contrast, this genome only contains approximately 7,500 protein-coding genes with very rare multigene families. It lacks large sets of carbohydrate cleaving enzymes, but a few of them involved in degradation of plant cell walls are induced in symbiotic tissues. The latter feature and the upregulation of genes encoding for lipases and multicopper oxidases suggest that T. melanosporum degrades its host cell walls during colonization. Symbiosis induces an increased expression of carbohydrate and amino acid transporters in both L. bicolor and T. melanosporum, but the comparison of genomic traits in the two ectomycorrhizal fungi showed that genetic predispositions for symbiosis-'the symbiosis toolbox'-evolved along different ways in ascomycetes and basidiomycetes.

Abstract Background The Cation Diffusion Facilitator (CDF) family is a ubiquitous family of heavy metal transporters. Much interest in this family has focused on implications for human health and bioremediation. In this work a broad phylogenetic study has been undertaken which, considered in the context of the functional characteristics of some fully characterised CDF transporters, has aimed at identifying molecular determinants of substrate selectivity and at suggesting metal specificity for newly identified CDF transporters. Results Representative CDF members from all three kingdoms of life (Archaea, Eubacteria, Eukaryotes) were retrieved from genomic databases. Protein sequence alignment has allowed detection of a modified signature that can be used to identify new hypothetical CDF members. Phylogenetic reconstruction has classified the majority of CDF family members into three groups, each containing characterised members that share the same specificity towards the principally-transported metal, i.e. Zn, Fe/Zn or Mn. The metal selectivity of newly identified CDF transporters can be inferred by their position in one of these groups. The function of some conserved amino acids was assessed by site-directed mutagenesis in the poplar Zn 2+ transporter PtdMTP1 and compared with similar experiments performed in prokaryotic members. An essential structural role can be assigned to a widely conserved glycine residue, while aspartate and histidine residues, highly conserved in putative transmembrane domains, might be involved in metal transport. The potential role of group-conserved amino acid residues in metal specificity is discussed. Conclusion In the present study phylogenetic and functional analyses have allowed the identification of three major substrate-specific CDF groups. The metal selectivity of newly identified CDF transporters can be inferred by their position in one of these groups. The modified signature sequence proposed in this work can be used to identify new hypothetical CDF members.

Abstract Alu retrotransposons, which form the largest family of mobile DNA elements in the human genome, have recently come to attention as a potential source of regulatory novelties, most notably by participating in enhancer function. Even though Alu transcription by RNA polymerase III is subjected to tight epigenetic silencing, their expression has long been known to increase in response to various types of stress, including viral infection. Here we show that, in primary human fibroblasts, adenovirus small e1a triggered derepression of hundreds of individual Alus by promoting TFIIIB recruitment by Alu-bound TFIIIC. Epigenome profiling revealed an e1a-induced decrease of H3K27 acetylation and increase of H3K4 monomethylation at derepressed Alus, making them resemble poised enhancers. The enhancer nature of e1a-targeted Alus was confirmed by the enrichment, in their upstream regions, of the EP300/CBP acetyltransferase, EP400 chromatin remodeler and YAP1 and FOS transcription factors. The physical interaction of e1a with EP400 was critical for Alu derepression, which was abrogated upon EP400 ablation. Our data suggest that e1a targets a subset of enhancer Alus whose transcriptional activation, which requires EP400 and is mediated by the e1a-EP400 interaction, may participate in the manipulation of enhancer activity by adenoviruses.

Antibiotic resistance stands as the foremost post-pandemic threat to public health. The urgent need for new, effective antibacterial treatments is evident. Protein-protein interactions (PPIs), owing to their pivotal role in microbial physiology, emerge as novel and attractive targets. Particularly promising is the α-subunit/β-sliding clamp interaction, crucial for the replicative competence of bacterial DNA polymerase III holoenzyme. Through pharmacophore-based virtual screening, we identified 4,000 candidate small molecule inhibitors targeting the β-clamp binding pocket. Subsequently, these candidates underwent evaluation using the BRET assay in yeast cells. Following this, three hits and 28 analogues were validated via Protein Thermal Shift and competitive ELISA assays. Among them, thiazolo[4,5-