WRKY-type transcription factors have multiple roles in the plant defence response and developmental processes. Their roles in the abiotic stress response remain obscure. In this study, 64 GmWRKY genes from soybean were identified, and were found to be differentially expressed under abiotic stresses. Nine GmWRKY proteins were tested for their transcription activation in the yeast assay system, and five showed such ability. In a DNA-binding assay, three proteins (GmWRKY13, GmWRKY27 and GmWRKY54) with a conserved WRKYGQK sequence in their DNA-binding domain could bind to the W-box (TTGAC). However, GmWRKY6 and GmWRKY21, with an altered sequence WRKYGKK, lost the ability to bind to the W-box. The function of three stress-induced genes, GmWRKY13, GmWRKY21 and GmWRKY54, was further investigated using a transgenic approach. GmWRKY21-transgenic Arabidopsis plants were tolerant to cold stress, whereas GmWRKY54 conferred salt and drought tolerance, possibly through the regulation of DREB2A and STZ/Zat10. Transgenic plants over-expressing GmWRKY13 showed increased sensitivity to salt and mannitol stress, but decreased sensitivity to abscisic acid, when compared with wild-type plants. In addition, GmWRKY13-transgenic plants showed an increase in lateral roots. These results indicate that the three GmWRKY genes play differential roles in abiotic stress tolerance, and that GmWRKY13 may function in both lateral root development and the abiotic stress response.

Prostate cancer is a leading cause of cancer‐related mortality in men worldwide and there is a lack of effective treatment options for advanced (metastatic) prostate cancer. Currently, limited knowledge is available concerning the role of long non‐coding RNA s in prostate cancer metastasis. In this study, we found that long non‐coding RNA H19 (H19) and H19‐derived microRNA‐675 (miR‐675) were significantly downregulated in the metastatic prostate cancer cell line M12 compared with the non‐metastatic prostate epithelial cell line P69. Upregulation of H19 in P69 and PC3 cells significantly increased the level of miR‐675 and repressed cell migration; however, ectopic expression of H19 in M12 cells could not increase the level of miR‐675 and therefore had no effect on cell migration. Furthermore, we found that the expression level of either H19 or miR‐675 in P69 cells was negatively associated with the expression of transforming growth factor β induced protein ( TGFBI ), an extracellular matrix protein involved in cancer metastasis. Dual luciferase reporter assays showed that miR‐675 directly bound with 3′UTR of TGFBI m RNA to repress its translation. Taken together, we show for the first time that the H19–miR‐675 axis acts as a suppressor of prostate cancer metastasis, which may have possible diagnostic and therapeutic potential for advanced prostate cancer.

The methyltransferase like 3 (METTL3) is a key component of the large N6-adenosine-methyltransferase complex in mammalian responsible for N6-methyladenosine (m6A) modification in diverse RNAs including mRNA, tRNA, rRNA, small nuclear RNA, microRNA precursor and long non-coding RNA. However, the characteristics of METTL3 in activation and post-translational modification (PTM) is seldom understood. Here we find that METTL3 is modified by SUMO1 mainly at lysine residues K177, K211, K212 and K215, which can be reduced by an SUMO1-specific protease SENP1. SUMOylation of METTL3 does not alter its stability, localization and interaction with METTL14 and WTAP, but significantly represses its m6A methytransferase activity resulting in the decrease of m6A levels in mRNAs. Consistently with this, the abundance of m6A in mRNAs is increased with re-expression of the mutant METTL3-4KR compared to that of wild-type METTL3 in human non-small cell lung carcinoma (NSCLC) cell line H1299-shMETTL3, in which endogenous METTL3 was knockdown. The alternation of m6A in mRNAs and subsequently change of gene expression profiles, which are mediated by SUMOylation of METTL3, may directly influence the soft-agar colony formation and xenografted tumor growth of H1299 cells. Our results uncover an important mechanism for SUMOylation of METTL3 regulating its m6A RNA methyltransferase activity.

Reasonable and high efficient utilization of carbon dioxide (CO2) has always been considered as a kind of green and sustainable development strategy. However, the efficient chemical conversion of CO2 into value-added products has been limited due to lack of efficient catalysts. Herein, two novel heterometallic hexanuclear complex catalysts (viz Nd4Zn2L2 (1) and Eu4Zn2L2 (2)) were designed and synthesized, which featuring unique hetero-multinuclear units. The heterometallic hexanuclear complex catalysts not only have multi-bimetallic catalytic sites (Ln3+ and Zn2+) which can absorb more molecules and be beneficial to the improvement of catalytic performance, but also have the potential to further expand the chemical fixation of CO2 with epoxides avoid the harsh reaction conditions. Using the synthesis of propylene carbonate (PC) by cycloaddition reaction of propylene oxide (PO) and CO2 as a model reaction, the as-prepared catalysts and catalytic system showed high turnover frequencies (TOFs) under the mild condition instead of harsh reaction conditions. More importantly, these catalysts can be reused to preserve the structure's integrity and retain their catalytic activity at the same level even after five rounds of catalysis. The excellent regeneration performance indicated that the as-prepared heterometallic hexanuclear complex catalysts can be reused many times. In addition, the catalytic system also exhibited a wide range of substrates for epoxide. These results predict that the proposed heterometallic hexanuclear complex catalysts and catalytic system have great potential toward CO2 adsorption and catalytic conversion. This work may build up a new synthetic route for tailoring more new heterometallic complex catalysts with excellent catalytic activity and applied in various fields of application.

Abstract Glia maturation factor beta (GMFB) is a growth and differentiation factor that act as an intracellular regulator of signal transduction pathways. The SUMOylation is a post-translational modification (PTM) that plays a key role in protein subcellular localization, stability, transcription, and enzymatic activity. Recent studies have highlighted the importance of SUMOylation in the inflammation and progression of numerous diseases. But little is known about the relationship between GMFB and SUMOylation. Here we first report that GMFB can be mono-SUMOylated at multiple sites by the covalent addition of a single SUMO1 protein, and identified K20, K35, K58, and K97 as major SUMO acceptor sites. We also found that SUMOylation leading to increased stability and trans-localization of GMFB. Furthermore, RNA-seq data and Real-time quantitative polymerase chain reaction (rt-qPCR) also indicated that the SUMOylated GMFB upregulated multiple pathways, including the cytokine-cytokin receptor interaction, NOD-like receptor signaling pathway, TNF signaling pathway, RIG-I-like receptor signaling pathway, and NF-kappa B signaling pathway. Our studies intend to provide a novel direction for the study into the biofunction of GMFB, SUMOylated GMFB and the mechanism, clinical therapy, and prognosis of inflammation-related RPE disorders like age-related macular degeneration (AMD) and diabetic retinopathy (DR).

Abstract Homologous recombination (HR) repair for DNA double-strand breaks (DSBs) is critical for maintaining genome stability and cell survival. Nuclear PTEN plays a key role in HR repair, but the underlying mechanism remains largely elusive. We find that SUMOylated PTEN promotes HR repair but represses non-homologous end joining (NHEJ) repair by directly dephosphorylating 53BP1. During DNA damage responses (DDR), p14ARF was phosphorylated and then interacted efficiently with PTEN, thus promoting PTEN SUMOylation as an atypical SUMO E3 ligase. Interestingly, SUMOylated PTEN was subsequently recruited to the chromatin at DNA-break sites. This was because that SUMO1 conjugated to PTEN was recognized and bound by the SUMO-interacting motif (SIM) of BRCA1, which has been located to the core of 53BP1 foci on the chromatin during S/G2 stage. Further, these chromatin-loaded PTEN directly and specifically dephosphorylated pT543 of 53BP1, resulting in the dissociation of 53BP1-complex, which facilitated DNA end resection and ongoing HR repair. The SUMOylation-deficient PTEN K254R mice also showed decreased DNA damage repair in vivo. Blocking PTEN SUMOylation pathway with either an SUMOylation inhibitor or a p14ARF(2-13) peptide sensitized tumor cells to chemotherapy. Our study therefore provides the new mechanistic understanding of PTEN in HR repair and clinical intervention of chemo-resistant tumors.

Sugarcane aphid has emerged as a major pest of sorghum recently, and a few sorghum accessions were identified for resistance to this aphid so far. However, the molecular and genetic mechanisms underlying this resistance are still unclear. To understand these mechanisms, transcriptomics was conducted in resistant Tx2783 and susceptible BTx623 sorghum genotypes infested with sugarcane aphids. A principal component analysis revealed differences in the transcriptomic profiles of the two genotypes. The pathway analysis of the differentially expressed genes (DEGs) indicated the upregulation of a set of genes related to signal perception (nucleotide-binding, leucine-rich repeat proteins), signal transduction [mitogen-activated protein kinases signaling, salicylic acid (SA), and jasmonic acid (JA)], and plant defense (transcription factors, flavonoids, and terpenoids). The upregulation of the selected DEGs was verified by real-time quantitative PCR data analysis, performed on the resistant and susceptible genotypes. A phytohormone bioassay experiment showed a decrease in aphid population, plant mortality, and damage in the susceptible genotype when treated with JA and SA. Together, the results indicate that the set of genes, pathways, and defense compounds is involved in host plant resistance to aphids. These findings shed light on the specific role of each DEG, thus advancing our understanding of the genetic and molecular mechanisms of host plant resistance to aphids.