An expressed sequence tag–based microarray was used to profile genome expression underlying light control of Arabidopsis development. Qualitatively similar gene expression profiles were observed among seedlings grown in different light qualities, including far-red, red, and blue light, which are mediated primarily by phytochrome A, phytochrome B, and the cryptochromes, respectively. Furthermore, light/dark transitions also triggered similar differential genome expression profiles. Most light treatments also resulted in distinct expression profiles in small fractions of the expressed sequence tags examined. The similarly regulated genes in all light conditions were estimated to account for approximately one-third of the genome, with three-fifths upregulated and two-fifths downregulated by light. Analysis of those light-regulated genes revealed more than 26 cellular pathways that are regulated coordinately by light. Thus, light controls Arabidopsis development through coordinately regulating metabolic and regulatory pathways.

Background One major impediment to improving the management of breast cancer is the current lack of tumor marker with sufficient sensitivity and specificity. A growing body of evidence implicates the diagnostic potential of circulating miRNAs in cancer detection. MiR-155 plays an important role in the pathogenesis of breast cancer. However, the level of circulating miR-155 and its clinical relevance are not well established. The objective of the current study was to learn more about serum miR-155 in patients with breast cancer. Methodology/Principal Findings Using quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (RT-qPCR), we demonstrated that serum miR-155 had significant increased levels in breast cancer patients (n = 103) compared with healthy subjects (n = 55) (p<0.001), which had a mean fold change of 2.94. Receiver operating characteristic (ROC) analysis revealed that miR-155 had considerable diagnostic accuracy, yielding an ROC-AUC (the areas under the ROC curve) of 0.801 (sensitivity 65.0%, specificity 81.8%). In addition, sera from a subset of breast cancer patients (n = 29) were collected after surgery and after four cycles of chemotherapy to evaluate the effects of clinical treatment on serum levels of candidate miRNAs. Surprisingly, a decreased level of serum miR-155 was found; whereas the concentrations of carbohydrate antigen 15-3 (CA15-3), carcinoembryonic antigen (CEA) and tissue polypeptide specific antigen (TPS) did not show this trend. Our results revealed that 79% patients showed response or stable disease after therapy had declined levels of serum miR-155. Conclusions/Significance Our results suggest that serum miR-155 is a potential biomarker to discriminate breast cancer patients from healthy subjects. For the first time, we demonstrated a declined trend of miR-155 after surgery and chemotherapy, which raises the possibility to use it as an indicator for treatment response.

The capability of monitoring the differentiation process in living stem cells is crucial to the understanding of stem cell biology and the practical application of stem-cell-based therapies, yet conventional methods for the analysis of biomarkers related to differentiation require a large number of cells as well as cell lysis. Such requirements lead to the unavoidable loss of cell sources and preclude real-time monitoring of cellular events. In this work, we report the detection of microRNAs (miRNAs) in living human mesenchymal stem cells (hMSCs) by using polydopamine-coated gold nanoparticles (Au@PDA NPs). The PDA shell facilitates the immobilization of fluorescently labeled hairpin DNA strands (hpDNAs) that can recognize specific miRNA targets. The gold core and PDA shell quench the fluorescence of the immobilized hpDNAs, and subsequent binding of the hpDNAs to the target miRNAs leads to their dissociation from Au@PDA NPs and the recovery of fluorescence signals. Remarkably, these Au@PDA-hpDNA nanoprobes can naturally enter stem cells, which are known for their poor transfection efficiency, without the aid of transfection agents. Upon cellular uptake of these nanoprobes, we observe intense and time-dependent fluorescence responses from two important osteogenic marker miRNAs, namely, miR-29b and miR-31, only in hMSCs undergoing osteogenic differentiation and living primary osteoblasts but not in undifferentiated hMSCs and 3T3 fibroblasts. Strikingly, our nanoprobes can afford long-term tracking of miRNAs (5 days) in the differentiating hMSCs without the need of continuously replenishing cell culture medium with fresh nanoprobes. Our results demonstrate the capability of our Au@PDA-hpDNA nanoprobes for monitoring the differentiation status of hMSCs (i.e., differentiating versus undifferentiated) via the detection of specific miRNAs in living stem cells. Our nanoprobes show great promise in the investigation of the long-term dynamics of stem cell differentiation, identification and isolation of specific cell types, and high-throughput drug screening.

Abstract Current methods for evaluating the accuracy of germline variant calls are restricted to easy-to-detect high-confidence regions, thus ignoring a substantial portion of difficult variants beyond the benchmark regions. We established four DNA reference materials from immortalized cell lines derived from a Chinese Quartet including parents and monozygotic twins. We integrated benchmark calls of 4.2 million small variants and 15,000 structural variants from multiple platforms and bioinformatic pipelines for evaluating the reliability of germline variant calls inside the benchmark regions. The genetic built-in-truth of the Quartet family design not only improved sensitivity of benchmark calls by removing additional false positive variants with apparently high quality, but also enabled estimation of the precision of variants calls outside the benchmark regions. Batch effects of variant calling in large-scale DNA sequencing efforts can be effectively identified with the concurrent use of the Quartet DNA reference materials along with study samples, and can be alleviated by training a machine learning model with the Quartet reference datasets to remove potential artifact calls. Matched RNA and protein reference materials were also established in the Quartet project, thereby enabling benchmark calls constructed from DNA reference materials for evaluation of variants calling performance on RNA and protein data. The Quartet DNA reference materials from this study are a resource for objective and comprehensive assessment of the accuracy of germline variant calls throughout the whole-genome regions.

Patients with colorectal cancer (CRC) have a high prevalence of iron deficiency anemia (IDA), and the gut microbiota is closely related to iron metabolism. We performed metagenomic and metabolomic analyses of stool samples from 558 eligible samples, including IDA CRC patients (IDA, n = 69), non-anemia CRC patients (Non-Anemia, n = 245), and healthy controls (CTRL, n = 244), to explore the dynamically altered gut microbes and their metabolites. Compared with the CTRL group, fecal bacteria in both the IDA group and the Non-Anemia group showed a decrease in alpha diversity and changes in microbial communities.

African swine fever virus (ASFV) causes highly contagious swine disease, African swine fever (ASF), thereby posing a severe socioeconomic threat to the global pig industry and underscoring that effective antiviral therapies are urgently required. To identify safe and efficient anti-ASFV compounds, a natural compound library was screened by performing an established cell-based ELISA in an ASFV-infected porcine alveolar macrophage (PAM) model. In total, 6 effective anti-ASFV compounds with low cytotoxicity were identified. Cepharanthine (CEP), a bisbenzylisoquinoline alkaloid, was the most potent inhibitor effect with an IC50 of 0.3223 μM. To further investigate the mechanism through which CEP inhibits ASFV replication, transcriptome profiles were generated in PAMs treated with CEP and/or infected with ASFV. ASFV infection dramatically altered immune response-associated gene expression. CEP treatment upregulated the expression of cholesterol biosynthesis-related genes, regardless of infection status. According to time-of-addition experiments, CEP primarily exerts its antiviral effect during the early stages of ASFV infection, specifically by inhibiting viral entry. Transcriptomic analysis suggested that CEP blocks ASFV entry through the clathrin-mediated endocytosis pathway by increasing EHD2 gene expression in macrophages. Disrupting EHD2 with small interfering RNA promoted ASFV entry into clathrin-positive vesicles. Finally, the protective effect of CEP in vivo was evaluated using ASFV-infected pigs. CEP could provide partial protection against ASFV infection, as indicated by an increase in survival time from 9.67 days to 16.67 days. Our findings imply that CEP exhibits potential antiviral activity against ASFV infection in PAMs, positioning it as a promising therapeutic strategy for ASF.

In recent years, the emergence and widespread dissemination of the coronavirus SARS-CoV-2 has posed a significant threat to global public health and social development. In order to safely and effectively prevent and control the spread of coronavirus diseases, a profound understanding of virus-host interactions is paramount. Cellular autophagy, a process that safeguards cells by maintaining cellular homeostasis under diverse stress conditions. Xenophagy, specifically, can selectively degrade intracellular pathogens, such as bacteria, fungi, viruses, and parasites, thus establishing a robust defense mechanism against such intruders. Coronaviruses have the ability to induce autophagy, and they manipulate this pathway to ensure their efficient replication. While progress has been made in elucidating the intricate relationship between coronaviruses and autophagy, a comprehensive summary of how autophagy either benefits or hinders viral replication remains elusive. In this review, we delve into the mechanisms that govern how different coronaviruses regulate autophagy. We also provide an in-depth analysis of virus-host interactions, particularly focusing on the latest data pertaining to SARS-CoV-2. Our aim is to lay a theoretical foundation for the development of novel coronavirus vaccines and the screening of potential drug targets.

Intestinal stem cells are crucial for maintaining intestinal homeostasis, yet their transformation into tumor stem cells in the context of microbial infection remains poorly understood. Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum) is frequently associated with the onset and progression of colorectal cancer (CRC). In this study, we uncovered that F. nucleatum colonized the depths of gut crypts in both human CRC patients and mouse models. Through single-cell sequencing analysis, we demonstrated that F. nucleatum infection reprogrammed crypt cells and activated LY6A+ revival stem cells (RSCs), promoting their hyperproliferation and subsequent transformation into tumor stem cells, which accelerated intestinal carcinogenesis. Mechanistically, we identified LY6A as a GPI-anchored membrane receptor for F. nucleatum. Upon binding, F. nucleatum induced upregulation of RPS14 via the LY6A receptor, driving RSC hyperactivity and tumorigenic conversion. Functional studies showed that genetic ablation of Ly6a in intestinal epithelial cells or Rps14 in LY6A+ RSCs substantially reduced F. nucleatum colonization and tumorigenesis. Moreover, clinical CRC cohorts analysis revealed a strong correlation between F. nucleatum infection, RSC expansion, and elevated RPS14 expression in tumor tissues. These findings highlight an alternative F. nucleatum-LY6A-RPS14 signaling axis as a critical driver of CRC progression and propose potential therapeutic targets for effective CRC intervention.

Introduction African swine fever is a highly transmissible and lethal infectious disease caused by the African swine fever virus (ASFV), which has considerably impacted the global swine industry. Lipid metabolism plays a vital role in sustaining lipid and energy homeostasis within cells and influences the viral life cycle. Methods and results In this study, we found that ASFV infection disrupts lipid metabolism in the host. Transcriptomic analysis of cells infected with ASFV revealed that the levels of lipid metabolism significantly changed as the duration of the infection progressed. The intracellular cholesterol levels of the host exhibited a pattern similar to the viral growth curve during the course of infection. Notably, increased cholesterol levels promoted ASFV replication in host cells, whereas inhibition of the cholesterol biosynthesis pathway markedly reduced intracellular ASFV replication. Discussion The findings of this study showed that ASFV led to lipid metabolism disturbances to facilitate its replication, which is useful for revealing the mechanism underlying ASFV infection.