Abstract Aneuploidy compromises genomic stability, often leading to embryo inviability, and is frequently associated with tumorigenesis and aging. Different aneuploid chromosome stoichiometries lead to distinct transcriptomic and phenotypic changes, making it helpful to study aneuploidy in tightly controlled genetic backgrounds. By deploying the engineered SCRaMbLE system to the newly synthesized Sc2.0 megabase chromosome VII ( synVII ), we constructed a synthetic disomic yeast and screened hundreds of SCRaMbLEd derivatives with diverse chromosomal rearrangements. Phenotypic characterization and multi-omics analysis revealed that fitness defects associated with aneuploidy could be restored by i) removing most of the chromosome content, or ii) modifying specific regions in the duplicated chromosome. These findings indicate that both chromosome copy number and chromosomal regions contribute to the aneuploidy-related phenotypes, and the synthetic yeast resource opens new paradigms in studying aneuploidy. In brief Use of SCRaMbLE and newly synthesized Mb-scale Sc2.0 chromosome VII enables insights into genotype/phenotype relationships associated with aneuploidy Highlights De novo design and synthesis of a Mb-scale synthetic yeast chromosome VII, carrying 11.8% sequence modifications and representing nearly 10% of the yeast genome. A disomic yeast (n + synVII ) is constructed for dissecting the aneuploidy phenotype SCRaMbLE enables systematic exploration of regions causing aneuploidy phenotypes Chromosomal copy number and content both contribute to aneuploidy phenotypes A 20 Kb deletion on the right arm of synVII leads to fitness improvement linked to up-regulation of protein synthesis

Abstract Here we report the design, construction and characterization of a tRNA neochromosome, a designer chromosome that functions as an additional, de novo counterpart to the native complement of Saccharomyces cerevisiae . Intending to address one of the central design principles of the Sc2.0 project, the ∼190 kb tRNA neochromosome houses all 275 relocated nuclear tRNA genes. To maximize stability, the design incorporated orthogonal genetic elements from non- S. cerevisiae yeast species. Furthermore, the presence of 283 rox recombination sites enable an orthogonal SCRaMbLE system capable of adjusting tRNA abundance. Following construction, we obtained evidence of a potent selective force once the neochromosome was introduced into yeast cells, manifesting as a spontaneous doubling in cell ploidy. Furthermore, tRNA sequencing, transcriptomics, proteomics, nucleosome mapping, replication profiling, FISH and Hi-C were undertaken to investigate questions of tRNA neochromosome behavior and function. Its construction demonstrates the remarkable tractability of the yeast model and opens up new opportunities to directly test hypotheses surrounding these essential non-coding RNAs. Highlights De novo design, construction and functional characterization of a neochromosome containing all 275 nuclear tRNA genes of Saccharomyces cerevisiae . Increasing the copy number of the 275 highly expressed tRNA genes causes cellular burden, which the host cell likely buffers either by selecting for partial tRNA neochromosome deletions or by increasing its ploidy. The tRNA neochromosome can be chemically extracted and transformed into new strain backgrounds, enabling its transplantation into multi-synthetic chromosome strains to finalize the Sc2.0 strain. Comprehensive functional characterization does not pinpoint a singular cause for the cellular burden caused by the tRNA neochromosome, but does reveal novel insights into its tRNA and structural chromosome biology.

Abstract Background and Objectives Castor ( Ricinus communis L.) is an important non-edible oilseed crop. Lm type female strains and normal amphiprotic strains are important castor cultivars, and are mainly different in inflorescence structures and leaf shapes. To better understand the mechanisums underling these differences at the molecular level, we performed comparative transcriptional analysis. Materials and Methods Full-length transcriptome sequencing and short-read RNA sequencing were employed. Results A total of 76,068 and 44,223 non-redundant transcripts were obtained from high-quality transcripts of Lm type female strains and normal amphiprotic strains, respectively. In Lm female strain and normal amphiprotic strains 51,613 and 20,152 alternative splicing events were found, respectively. There were 13,239 transcription factors identified from the full-length transcriptomes. Comparative analysis showed great different gene expression of common and unique transcription factors between the two cultivars. Meanwhile, functional analysis of isoform was conducted. Full-length sequences were used as a reference genome, and short-read RNA sequencing analysis was performed to conduct differential gene analysis. Furthermore, the function of DEGs were performed to annotation analysis. Conclusions The results revealed considerable difference and expression diversity between two cultivars, well beyond what was reported in previous studies, likely reflecting the differences in architecture between these two cultivars. Highlight Using the full-length transcriptome sequencing technology, we performed comparative analysis of transcription factors of two castor cultivars, analyzed alternative splicing events, and identified their lncRNAs.

Strain HUAS 3-15 T was isolated from the leaves of Cathaya argyrophylla collected from Chenzhou, Hunan Province, PR China. The main fatty acids (>5.0 %) of the strain were anteiso -C 15 : 0 , C 16 : 0 , C 18 : 1 ω9 c , iso- C 16 : 0 , summed feature 5 (C 18 : 2 ω6,9 c /C 18 : 0 ante), iso- C 15 : 0 and anteiso- C 17 : 0 . MK-9(H 6 ), MK-9(H 8 ) and MK-9(H 4 ) were detected as respiratory quinones. The diagnostic cell-wall diamino acid was meso -diaminopimelic acid. Galactose, glucose and ribose were also present in the cell wall. The major polar lipids consisted of diphosphatidylglycerol, phosphatidyl ethanolamine, phosphatidylinositol mannosides and unidentified phospholipids. The DNA G+C content of the genome sequence, consisting of 8 860 963 bp, is 72.4 mol%. blast analysis based on 16S rRNA gene sequences revealed that the strain belongs to the genus Kitasatospora , with 99.37, 99.03, 98.95, 98.68 and 98.67 % sequence similarity to Kitasatospora aureofaciens ATCC 10762 T , Kitasatospora viridis DSM 44826 T , Kitasatospora xanthocidica NBRC 13469 T , Kitasatospora aburaviensis NRRL B-2218 T and Kitasatospora kifunensis IFO 15206 T , respectively. Phylogenetic trees based on 16S rRNA gene and whole-genome sequences demonstrated that strain HUAS 3-15 T formed a well‐supported cluster with K. aureofaciens ATCC 10762 T . Further genomic characterization through average nucleotide identity (ANIb/m) and digital DNA–DNA hybridization analysis between strain HUAS 3-15 T and K. aureofaciens ATCC 10762 T showed values of 90.62/92.55 % and 45.3 %, respectively, lower than the 95–96 % ANI threshold and 70.0 % cutoff used as guideline values for species delineation in bacteria. Furthermore, the differences between the strain and its phylogenomic neighbour in terms of physiological (e.g. sole carbon source growth) and chemotaxonomic (e.g. cellular fatty composition) characteristics further supported this conclusion. Consequently, we concluded that strain HUAS 3-15 T represents a novel species of the genus Kitasatospora , for which the name Kitasatospora cathayae sp. nov. is proposed. The type strain is HUAS 3-15 T (=MCCC 1K08542 T =JCM 36274 T ).

Developing more robust and productive industrial yeast is crucial for high-efficiency biomanufacturing. However, the challenges posed by the long time required and the low abundance of mutations generated through genomewide evolutionary engineering hinder the development and optimization of desired hosts for industrial applications. To address these issues, we present a novel solution called the Genomewide Evolution-based CRISPR/Cas with Donor-free (GEbCD) system, in which nonhomologous-end-joining (NHEJ) repair can accelerate the acquisition of highly abundant yeast mutants. Together with modified rad52 of the DNA double-strand break repair in