Abstract Eight World Health Organization (WHO) feeding indicators (FIs) and Demographic and Health Survey data for children <24 months were used to assess the relationship of child feeding with stunting and underweight in 14 poor countries. Also assessed were the correlations of FI with country gross national income (GNI). Prevalence of underweight and stunting increased with age and ≥50% of 12–23‐month children were stunted. About 66% of babies received solids by sixth to eighth months; 91% were still breastfeeding through months 12–15. Approximately half of the children were fed with complementary foods at the recommended daily frequency, but <25% met food diversity recommendations. GNI was negatively correlated with a breastfeeding index ( P < 0.01) but not with other age‐appropriate FI. Regression modelling indicated a significant association between early initiation of breastfeeding and a reduction in risk of underweight ( P < 0.05), but a higher risk of underweight for continued breastfeeding at 12–15 months ( P < 0.001). For infants 6–8 months, consumption of solid foods was associated with significantly lower risk of both stunting and underweight ( P < 0.001), as was meeting WHO guidance for minimum acceptable diet, iron‐rich foods (IRF) and dietary diversity ( P < 0.001); desired feeding frequency was only associated with lower risk of underweight ( P < 0.05). Timely solid food introduction, dietary diversity and IRF were associated with reduced probability of underweight and stunting that was further associated with maternal education ( P < 0.001). These results identify FI associated with growth and reinforce maternal education as a variable to reduce risk of underweight and stunting in poor countries.

Abstract Intraflagellar transport (IFT) is a conserved process of cargo transport in cilia that is essential for development and homeostasis in organisms ranging from algae to vertebrates. In humans, variants in genes encoding subunits of the cargo-adapting IFT-A and IFT-B protein complexes are a common cause of genetic diseases known as ciliopathies. While recent progress has been made in determining the atomic structure of IFT-B, little is known of the structural biology of IFT-A. Here, we combined chemical cross-linking mass spectrometry and cryo-electron tomography with AlphaFold2-based prediction of both protein structures and interaction interfaces to model the overall architecture of the monomeric six-subunit IFT-A complex, as well as its polymeric assembly within cilia. We define monomer-monomer contacts and membrane-associated regions available for association with transported cargo, and we also use this model to provide insights into the pleiotropic nature of human ciliopathy-associated genetic variants in genes encoding IFT-A subunits. Our work demonstrates the power of integration of experimental and computational strategies both for multi-protein structure determination and for understanding the etiology of human genetic disease. Summary The 3D structure of the six-subunit complex and its polymeric assembly gives insights into cargo transport in cilia and how specific mutations in these genes lead to ciliopathy birth defects.

Abstract The dynamic control of the actin cytoskeleton is a key aspect of essentially all animal cell movements. Experiments in single migrating cells and in vitro systems have provided an exceptionally deep understanding of actin dynamics. However, we still know relatively little of how these systems are tuned in cell-type specific ways, for example in the context of collective cell movements that sculpt the early embryo. Here, we provide an analysis of the actin severing and depolymerization machinery during vertebrate gastrulation, with a focus on Twinfilin1. We confirm previous results on the role of Twf1 in lamellipodia and extend those findings by linking Twf1, actin turnover, and cell polarization required for convergent extension during vertebrate gastrulation.

Abstract Most motile cilia have a stereotyped structure of nine microtubule outer doublets and a single central pair of microtubules. The central pair microtubules are surrounded by a set of proteins, termed the central pair apparatus. A specific kinesin, Klp1 projects from the central pair and contributes to ciliary motility in Chlamydomonas . The vertebrate orthologue, Kif9 is required for beating in mouse sperm flagella, but the mechanism of Kif9/Klp1 function remains poorly defined. Here, using Xenopus epidermal multiciliated cells, we show that Kif9 is necessary for ciliary motility as well as leads to defects in the distal localization of not only central pair proteins, but also radial spokes and dynein arms. In addition, single-molecule assays in vitro revealed that Xenopus Kif9 is a processive motor, though like axonemal dyneins it displays no processivity in ciliary axonemes in vivo . Thus, our data suggest that Kif9 plays both indirect and direct role in ciliary motility.

Understanding biomechanics of biological systems is crucial for unraveling complex processes like tissue morphogenesis. However, current methods for studying cellular mechanics in vivo are limited by the need for specialized equipment and often provide limited spatiotemporal resolution. Here we introduce two new techniques, Tension by Transverse Fluctuation (TFlux) and in vivo microrheology, that overcome these limitations. They both offer time-resolved, subcellular biomechanical analysis using only fluorescent reporters and widely available microscopes. Employing these two techniques, we have revealed a planar cell polarity (PCP)-dependent mechanical gradient both in the cell cortex and the cytoplasm of individual cells engaged in convergent extension. Importantly, the non-invasive nature of these methods holds great promise for its application for uncovering subcellular mechanical variations across a wide array of biological contexts.Non-invasive imaging-based techniques providing time-resolved biomechanical analysis at subcellular scales in developing vertebrate embryos.

All eukaryotes share a common ancestor from roughly 1.5 - 1.8 billion years ago, a single-celled, swimming microbe known as LECA, the Last Eukaryotic Common Ancestor. Nearly half of the genes in modern eukaryotes were present in LECA, and many current genetic diseases and traits stem from these ancient molecular systems. To better understand these systems, we compared genes across modern organisms and identified a core set of 10,092 shared protein-coding gene families likely present in LECA, a quarter of which are uncharacterized. We then integrated >26,000 mass spectrometry proteomics analyses from 31 species to infer how these proteins interact in higher-order complexes. The resulting interactome describes the biochemical organization of LECA, revealing both known and new assemblies. We analyzed these ancient protein interactions to find new human gene-disease relationships for bone density and congenital birth defects, demonstrating the value of ancestral protein interactions for guiding functional genetics today.

Abstract Cells undergo dramatic changes in morphology during embryogenesis, yet how these changes affect the formation of ordered tissues remains elusive. Here we find that the emergence of a nematic liquid crystal phase occurs in cells during gastrulation in the development of embryos of fish, frogs, and fruit flies. Moreover, the spatial correlations in all three organisms are long-ranged and follow a similar power-law decay ( y ∼ x −α ) with α less than unity for the nematic order parameter, suggesting a common underlying physical mechanism unifies events in these distantly related species. All three species exhibit similar propagation of the nematic phase, reminiscent of nucleation and growth phenomena. Finally, we use a theoretical model along with disruptions of cell adhesion and cell specification to characterize the minimal features required for formation of the nematic phase. Our results provide a framework for understanding a potentially universal features of metazoan embryogenesis and shed light on the advent of ordered structures during animal development.

Abstract Convergent extension is an evolutionarily conserved collective cell movement that elongates the body axis of almost all animals and is required for the morphogenesis of several organ systems. Decades of study have revealed two distinct mechanisms of cell movement during CE, one based on cell crawling and the other on junction contraction. How these two behaviors collaborate during CE is not understood. Here, using quantitative live cell imaging we show that these two modes act both independently and in concert during CE, but that cell movement is more effective when the two modes are integrated via mechano-reciprocity. Based on these findings, we developed a novel computational model that for the first time treats crawling and contraction independently. This model not only confirmed the biomechanical efficacy of integrating the two modes, but also revealed for the first time how the two modes -and their integration- are influenced by cell adhesion. Finally, we use these new insights to further understand the complex CE phenotype resulting from loss of the C-cadherin interacting catenin Arvcf. These data are significant for providing new biomechanical and cell biological insights into a fundamental morphogenetic process that is implicated in human neural tube defects and skeletal dysplasias.

Human milk, due to its unique composition, is the optimal standard for infant nutrition. Osteopontin (OPN) is abundant in human milk but not bovine milk. The addition of bovine milk osteopontin (bmOPN) to formula may replicate OPN’s concentration and function in human milk. To address safety concerns, we convened an expert panel to assess the adequacy of safety data and physiological roles of dietary bmOPN in infancy. The exposure of breastfed infants to human milk OPN (hmOPN) has been well-characterized and decreases markedly over the first 6 months of lactation. Dietary bmOPN is resistant to gastric and intestinal digestion, absorbed and cleared from circulation within 8–24 h, and represents a small portion (&lt;5%) of total plasma OPN. Label studies on hmOPN suggest that after 3 h, intact or digested OPN is absorbed into carcass (62%), small intestine (23%), stomach (5%), and small intestinal perfusate (4%), with &lt;2% each found in the cecum, liver, brain, heart, and spleen. Although the results are heterogenous with respect to bmOPN’s physiologic impact, no adverse impacts have been reported across growth, gastrointestinal, immune, or brain-related outcomes. Recombinant bovine and human forms demonstrate similar absorption in plasma as bmOPN, as well as effects on cognition and immunity. The panel recommended prioritization of trials measuring a comprehensive set of clinically relevant outcomes on immunity and cognition to confirm the safety of bmOPN over that of further research on its absorption, distribution, metabolism, and excretion. This review offers expert consensus on the adequacy of data available to assess the safety of bmOPN for use in infant formula, aiding evidence-based decisions on the formulation of infant formula.

ABSTRACT Thiabendazole (TBZ) is an FDA-approved benzimidazole widely used for its antifungal and antihelminthic properties. We showed previously that TBZ is also a potent vascular disrupting agent and inhibits angiogenesis at the tissue level by dissociating vascular endothelial cells in newly formed blood vessels. Here, we uncover TBZ’s molecular target and mechanism of action. Using human cell culture, molecular modeling, and humanized yeast, we find that TBZ selectively targets only 1 of 9 human β-tubulin isotypes (TUBB8) to specifically disrupt endothelial cell microtubules. By leveraging epidemiological pesticide resistance data and mining chemical features of commercially used benzimidazoles, we discover that a broader class of benzimidazole compounds, in extensive use for 50 years, also potently disrupt immature blood vessels and inhibit angiogenesis. Thus, besides identifying the molecular mechanism of benzimidazole-mediated vascular disruption, this study presents evidence relevant to the widespread use of these compounds while offering potential new clinical applications.