The complete genome sequences of an indigenous hunter-gatherer from Namibia's Kalahari Desert and of a Bantu from South Africa are presented in this issue, together with protein-coding regions from three other hunter-gatherer groups from the Kalahari. Analysis of genetic variance in what is probably the oldest known modern human lineage will contribute to understanding human diversity, and facilitate the inclusion of southern Africans in medical genomics research projects. Initial observations from the data include the fact that the Bushmen seem more different from each other, in terms of nucleotide substitutions, than typical Asians and Europeans. More speculatively, variants between these genomes and the existing data sets may point to genetic adaptations for an agricultural lifestyle. Until now, fully sequenced human genomes of the indigenous hunter-gatherer peoples of southern Africa have been limited to recently diverged populations. The complete genome sequences of an indigenous hunter-gatherer from the Kalahari Desert and of a Bantu from southern Africa are now presented. The extent of whole-genome and exome diversity is characterized; the observed genomic differences may help to pinpoint genetic adaptations to an agricultural lifestyle. The genetic structure of the indigenous hunter-gatherer peoples of southern Africa, the oldest known lineage of modern human, is important for understanding human diversity. Studies based on mitochondrial1 and small sets of nuclear markers2 have shown that these hunter-gatherers, known as Khoisan, San, or Bushmen, are genetically divergent from other humans1,3. However, until now, fully sequenced human genomes have been limited to recently diverged populations4,5,6,7,8. Here we present the complete genome sequences of an indigenous hunter-gatherer from the Kalahari Desert and a Bantu from southern Africa, as well as protein-coding regions from an additional three hunter-gatherers from disparate regions of the Kalahari. We characterize the extent of whole-genome and exome diversity among the five men, reporting 1.3 million novel DNA differences genome-wide, including 13,146 novel amino acid variants. In terms of nucleotide substitutions, the Bushmen seem to be, on average, more different from each other than, for example, a European and an Asian. Observed genomic differences between the hunter-gatherers and others may help to pinpoint genetic adaptations to an agricultural lifestyle. Adding the described variants to current databases will facilitate inclusion of southern Africans in medical research efforts, particularly when family and medical histories can be correlated with genome-wide data.

ABSTRACT As opposed to syndromic CNVs caused by single genes, extensive phenotypic heterogeneity in variably-expressive CNVs complicates disease gene discovery and functional evaluation. Here, we propose a complex interaction model for pathogenicity of the autism-associated 16p11.2 deletion, where CNV genes interact with each other in conserved pathways to modulate expression of the phenotype. Using multiple quantitative methods in Drosophila RNAi lines, we identified a range of neurodevelopmental phenotypes for knockdown of individual 16p11.2 homologs in different tissues. We tested 565 pairwise knockdowns in the developing eye, and identified 24 interactions between pairs of 16p11.2 homologs and 46 interactions between 16p11.2 homologs and neurodevelopmental genes that suppressed or enhanced cell proliferation phenotypes compared to one-hit knockdowns. These interactions within cell proliferation pathways were also enriched in a human brain-specific network, providing translational relevance in humans. Our study indicates a role for genetic interactions within CNVs and identifies potential therapeutic targets for neurodevelopmental disorders.

Abstract About two-thirds of the genes in the Drosophila melanogaster genome are also involved in its eye development, making the Drosophila eye an ideal system for genetic studies. We previously developed Flynotyper, a software that uses image processing operations to identify and quantify the degree of roughness by measuring disorderliness of ommatidial arrangement in the fly eye. This software has enabled researchers to quantify morphological defects of thousands of eye images caused by genetic perturbations. Here, we present Flynotyper 2.0, a software that has an updated computer vision library, improved performance, and a streamlined pipeline for high-throughput analysis of multiple eye images. We also tested several batches of Drosophila eye images to ensure robustness and reproducibility of the updated Flynotyper 2.0 software. Availability and implementation The source code for Flynotyper 2.0 can be downloaded and installed from https://github.com/girirajanlab/flynotyper-desktop-application .

About two-thirds of the vital genes in the Drosophila genome are involved in eye development, making the fly eye an excellent genetic system to study cellular function and development, neurodevelopment/degeneration, and complex diseases such as cancer and diabetes. We developed a novel computational method, implemented as Flynotyper software (http://flynotyper.sourceforge.net), to quantitatively assess the morphological defects in the Drosophila eye resulting from genetic alterations affecting basic cellular and developmental processes. Flynotyper utilizes a series of image processing operations to automatically detect the fly eye and the individual ommatidium, and calculates a phenotypic score as a measure of the disorderliness of ommatidial arrangement in the fly eye. As a proof of principle, we tested our method by analyzing the defects due to eye-specific knockdown of Drosophila orthologs of 12 neurodevelopmental genes to accurately document differential sensitivities of these genes to dosage alteration. We also evaluated eye images from six independent studies assessing the effect of overexpression of repeats, candidates from peptide library screens, and modifiers of neurotoxicity and developmental processes on eye morphology, and show strong concordance with the original assessment. We further demonstrate the utility of this method by analyzing 16 modifiers of sine oculis obtained from two genome-wide deficiency screens of Drosophila and accurately quantifying the effect of its enhancers and suppressors during eye development. Our method will complement existing assays for eye phenotypes and increase the accuracy of studies that use fly eyes for functional evaluation of genes and genetic interactions.

ABSTRACT The semiconductive shielding layer is located between the conductive core and the insulation layer of high‐voltage direct current cables, which plays a role in homogenizing the electric field and suppressing the effect of space charge injection into the insulation layer. However, the positive temperature coefficient (PTC) effect is still the main cause of thermal breakdown and interface failure of the insulation layer. In this paper, carbon black was etched and modified, and then blended with low density polyethylene (LDPE) and Ethylene‐vinyl acetate (EVA) to prepare composites. The modification of carbon black enhanced suppression of space charge injection. Moreover, the PTC effect decreased by 15.4%.

Whole Exome Sequencing (WES) is a powerful clinical diagnostic tool for discovering the genetic basis of many diseases. A major shortcoming of WES is uneven coverage of sequence reads over the exome targets contributing to many low coverage regions, which hinders accurate variant calling. In this study, we devised two novel metrics, Cohort Coverage Sparseness (CCS) and Unevenness (UE) Scores for a detailed assessment of the distribution of coverage of sequence reads. Employing these metrics we revealed non-uniformity of coverage and low coverage regions in the WES data generated by three different platforms. This non-uniformity of coverage is both local (coverage of a given exon across different platforms) and global (coverage of all exons across the genome in the given platform). The low coverage regions encompassing functionally important genes were often associated with high GC content, repeat elements and segmental duplications. While a majority of the problems associated with WES are due to the limitations of the capture methods, further refinements in WES technologies have the potential to enhance its clinical applications.

Abstract About two-thirds of the genes in the Drosophila melanogaster genome are also involved in its eye development, making the Drosophila eye an ideal system for genetic studies. We previously developed Flynotyper, a software that uses image processing operations to identify and quantify the degree of roughness by measuring disorderliness of ommatidial arrangement in the fly eye. This software has enabled researchers to quantify morphological defects of thousands of eye images caused by genetic perturbations. Here, we present Flynotyper 2.0, a software that has an updated computer vision library, improved performance, and a streamlined pipeline for high-throughput analysis of multiple eye images. We also tested several batches of Drosophila eye images to ensure robustness and reproducibility of the updated Flynotyper 2.0 software.