Recent experimental evidence suggests that transcellular propagation of fibrillar protein aggregates drives the progression of neurodegenerative diseases in a prion-like manner. This phenomenon is now well described in cell and animal models and involves the release of protein aggregates into the extracellular space. Free aggregates then enter neighboring cells to seed further fibrillization. The mechanism by which aggregated extracellular proteins such as tau and α-synuclein bind and enter cells to trigger intracellular fibril formation is unknown. Prior work indicates that prion protein aggregates bind heparan sulfate proteoglycans (HSPGs) on the cell surface to transmit pathologic processes. Here, we find that tau fibril uptake also occurs via HSPG binding. This is blocked in cultured cells and primary neurons by heparin, chlorate, heparinase, and genetic knockdown of a key HSPG synthetic enzyme, Ext1. Interference with tau binding to HSPGs prevents recombinant tau fibrils from inducing intracellular aggregation and blocks transcellular aggregate propagation. In vivo, a heparin mimetic, F6, blocks neuronal uptake of stereotactically injected tau fibrils. Finally, uptake and seeding by α-synuclein fibrils, but not huntingtin fibrils, occurs by the same mechanism as tau. This work suggests a unifying mechanism of cell uptake and propagation for tauopathy and synucleinopathy.

Two potent heat-stable protein phosphatase 2A (PP2A) inhibitor proteins designated I1PP2A and I2PP2A have been purified to apparent homogeneity from extracts of bovine kidney (Li, M., Guo, H., and Damuni, Z. (1995) Biochemistry 34, 1988-1996). N-terminal and internal amino acid sequencing indicated that I2PP2A was a truncated form of SET, a largely nuclear protein that is fused to nucleoporin Nup214 in acute non-lymphocytic myeloid leukemia. Experiments using purified preparations of recombinant human SET confirmed that this protein inhibited PP2A. Half-maximal inhibition of the phosphatase occurred at about 2 nM SET. By contrast, SET (up to 20 nM) did not affect the activities of purified preparations of protein phosphatases 1, 2B, and 2C. The results indicate that SET is a potent and specific inhibitor of PP2A and suggest that impaired regulation of PP2A may contribute to acute myeloid leukemogenesis.

Adapting to the right light In plants, photosystem II is the first protein complex in the machinery that converts sunlight into chemical energy. It comprises antennae complexes (LHCIIs), which collect the light energy, and a dimeric core that contains the reaction center where water is split into oxygen and protons. Su et al. report cryo-electron microscopy structures of a supercomplex consisting of the dimeric core, two strongly bound LHCIIs, and two moderately bound LHCIIs (see the Perspective by Croce and van Amerongen). Under high-light conditions, the moderately bound LHCIIs might detach to down-regulate the efficiency of light harvesting and prevent damage. Science , this issue p. 815 ; see also p. 752

Plant pathogenic bacteria cause high crop and economic losses to human societies1–3. Infections by such pathogens are challenging to control as they often arise through complex interactions between plants, pathogens and the plant microbiome4,5. Experimental studies of this natural ecosystem at the microbiome-wide scale are rare, and consequently we have a poor understanding of how the taxonomic and functional microbiome composition and the resulting ecological interactions affect pathogen growth and disease outbreak. Here, we combine DNA-based soil microbiome analysis with in vitro and in planta bioassays to show that competition for iron via secreted siderophore molecules is a good predictor of microbe–pathogen interactions and plant protection. We examined the ability of 2,150 individual bacterial members of 80 rhizosphere microbiomes, covering all major phylogenetic lineages, to suppress the bacterium Ralstonia solanacearum, a global phytopathogen capable of infecting various crops6,7. We found that secreted siderophores altered microbiome–pathogen interactions from complete pathogen suppression to strong facilitation. Rhizosphere microbiome members with growth-inhibitory siderophores could often suppress the pathogen in vitro as well as in natural and greenhouse soils, and protect tomato plants from infection. Conversely, rhizosphere microbiome members with growth-promotive siderophores were often inferior in competition and facilitated plant infection by the pathogen. Because siderophores are a chemically diverse group of molecules, with each siderophore type relying on a compatible receptor for iron uptake8–12, our results suggest that pathogen-suppressive microbiome members produce siderophores that the pathogen cannot use. Our study establishes a causal mechanistic link between microbiome-level competition for iron and plant protection and opens promising avenues to use siderophore-mediated interactions as a tool for microbiome engineering and pathogen control. In rhizosphere microbial communities, iron competition via secreted siderophores can be used as a predictor of commensal–pathogen interactions and plant protection against infection with the pathogen Ralstonia solanacearum.

Smart materials are highly desirable over the recent decade due to the growing demand of complicated nature. Stable stimuli-responsive smart materials exhibit widespread potential for applications in smart windows, sensors, separators, chemical valves, and release platforms but are rare. Despite being good candidates, viologen-based multifunctional smart materials are still a challenging task for chemists. To obtain such materials, the judicious strategy is to introduce polynuclear metal-carboxylate clusters as electron donors into a stable framework to increase chromic sensitivity. Toward this endeavor, we have synthesized a novel viologen-based polymer with a unique Anderson-like metal-carboxylate cluster, [Zn7(bpybc)3(o-BDC)6]·2NO3·6H2O (bpybc = 1,1'-bis(4-carboxyphenyl)-4,4'-bipyridinium, o-BDC = o-benzenedicarboylic acid) (1), which is a particular 7-fold interpenetrated framework with a 3D pcu network in which bpybc ligand as the linker and Zn7O30C12 as the second building unit (Zn7 SBU) were used as 6-connected nodes. More importantly, it shows excellent chromic behavior in response to multiple external stimuli especially soft X-ray and UV dual light, temperature, electricity, and organic amines, which stand out in the viologen-based polymers. Interestingly, the coloration process of 1 from "core" to "edge" is observed upon heating at the appropriate temperature, which has not yet been found in other reported thermochromic materials. Of particular interest for 1 is the couple of quaternary stimuli-sensitive abilities because it simultaneously meets the following conditions: (i) the capability of withstanding high light, higher temperature, extreme pH, and other harsh conditions; and (ii) the high sensitivity to external stimuli keeping away from photodegradation, thermal relaxation, side reactions, and so on. To be noted, 1 has high thermal stability and chemical stability, which are excellent advantages as smart materials. To further develop possible practical utilization, 1 has been doped into the polymer matrixes to construct a hybrid film, which not only keeps the response to external stimuli but also significantly improves the repeatability of the photochromic process, indicating that a new smart device with multi-stimuli-responsive functions will emerge successively in the future.

By now, personal life has been invaded by online social networks (OSNs) everywhere. They intend to move more and more offline lives to online social networks. Therefore, online social networks can reflect the structure of offline human society. A piece of information can be exchanged or diffused between individuals in social networks. From this diffusion process, lots of latent information can be mined. It can be used for market predicting, rumor controlling, and opinion monitoring among other things. However, the research of these applications depends on the diffusion models and methods. For this reason, we survey various information diffusion models from recent decades. From a research process view, we divide the diffusion models into two categories—explanatory models and predictive models—in which the former includes epidemics and influence models and the latter includes independent cascade, linear threshold, and game theory models. The purpose of this paper is to investigate the research methods and techniques, and compare them according to the above categories. The whole research structure of the information diffusion models based on our view is given. There is a discussion at the end of each section, detailing related models that are mentioned in the literature. We conclude that these two models are not independent, they always complement each other. Finally, the issues of the social networks research are discussed and summarized, and directions for future study are proposed.

Plants regulate photosynthetic light harvesting to maintain balanced energy flux into photosystems I and II (PSI and PSII). Under light conditions favoring PSII excitation, the PSII antenna, light-harvesting complex II (LHCII), is phosphorylated and forms a supercomplex with PSI core and the PSI antenna, light-harvesting complex I (LHCI). Both LHCI and LHCII then transfer excitation energy to the PSI core. We report the structure of maize PSI-LHCI-LHCII solved by cryo-electron microscopy, revealing the recognition site between LHCII and PSI. The PSI subunits PsaN and PsaO are observed at the PSI-LHCI interface and the PSI-LHCII interface, respectively. Each subunit relays excitation to PSI core through a pair of chlorophyll molecules, thus revealing previously unseen paths for energy transfer between the antennas and the PSI core.

Abstract Global profile of gene expression at single-cell resolution remains to be determined for primates. Using a recently developed technology (“Stereo-seq”), we have obtained a comprehensive single-cell spatial transcriptome map at the whole-brain level for cynomolgus monkeys, with ∼600 genes per cell for 10 μm-thick coronal sections (up to 15 cm 2 in size). Large-scale single-nucleus RNA-seq analysis for ∼1 million cells helped to identify cell types corresponding to Stereo-seq gene expression profiles, providing a 3-D cell type atlas of the monkey brain. Quantitative analysis of Stereo-seq data revealed molecular fingerprints that mark distinct neocortical layers and subregions, as well as domains within subcortical structures including hippocampus, thalamus, striatum, cerebellum, hypothalamus and claustrum. Striking whole-brain topography and coordinated patterns were found in the expression of genes encoding receptors and transporters for neurotransmitters and neuromodulators. These results pave the way for cellular and molecular understanding of organizing principles of the primate brain.