Making Connections Genetic interaction profiles highlight cross-connections between bioprocesses, providing a global view of cellular pleiotropy, and enable the prediction of genetic network hubs. Costanzo et al. (p. 425 ) performed a pairwise fitness screen covering approximately one-third of all potential genetic interactions in yeast, examining 5.4 million gene-gene pairs and generating quantitative profiles for ∼75% of the genome. Of the pairwise interactions tested, about 3% of the genes investigated interact under the conditions tested. On the basis of these data, a reference map for the yeast genetic network was created.

A genetic interaction network containing approximately 1000 genes and approximately 4000 interactions was mapped by crossing mutations in 132 different query genes into a set of approximately 4700 viable gene yeast deletion mutants and scoring the double mutant progeny for fitness defects. Network connectivity was predictive of function because interactions often occurred among functionally related genes, and similar patterns of interactions tended to identify components of the same pathway. The genetic network exhibited dense local neighborhoods; therefore, the position of a gene on a partially mapped network is predictive of other genetic interactions. Because digenic interactions are common in yeast, similar networks may underlie the complex genetics associated with inherited phenotypes in other organisms.

Long noncoding RNAs (lncRNAs) are often expressed in a development-specific manner, yet little is known about their roles in lineage commitment. Here, we identified Braveheart (Bvht), a heart-associated lncRNA in mouse. Using multiple embryonic stem cell (ESC) differentiation strategies, we show that Bvht is required for progression of nascent mesoderm toward a cardiac fate. We find that Bvht is necessary for activation of a core cardiovascular gene network and functions upstream of mesoderm posterior 1 (MesP1), a master regulator of a common multipotent cardiovascular progenitor. We also show that Bvht interacts with SUZ12, a component of polycomb-repressive complex 2 (PRC2), during cardiomyocyte differentiation, suggesting that Bvht mediates epigenetic regulation of cardiac commitment. Finally, we demonstrate a role for Bvht in maintaining cardiac fate in neonatal cardiomyocytes. Together, our work provides evidence for a long noncoding RNA with critical roles in the establishment of the cardiovascular lineage during mammalian development.

Whole-exome sequencing of cell-free DNA (cfDNA) could enable comprehensive profiling of tumors from blood but the genome-wide concordance between cfDNA and tumor biopsies is uncertain. Here we report ichorCNA, software that quantifies tumor content in cfDNA from 0.1× coverage whole-genome sequencing data without prior knowledge of tumor mutations. We apply ichorCNA to 1439 blood samples from 520 patients with metastatic prostate or breast cancers. In the earliest tested sample for each patient, 34% of patients have ≥10% tumor-derived cfDNA, sufficient for standard coverage whole-exome sequencing. Using whole-exome sequencing, we validate the concordance of clonal somatic mutations (88%), copy number alterations (80%), mutational signatures, and neoantigens between cfDNA and matched tumor biopsies from 41 patients with ≥10% cfDNA tumor content. In summary, we provide methods to identify patients eligible for comprehensive cfDNA profiling, revealing its applicability to many patients, and demonstrate high concordance of cfDNA and metastatic tumor whole-exome sequencing.

Heart development is exquisitely sensitive to the precise temporal regulation of thousands of genes that govern developmental decisions during differentiation. However, we currently lack a detailed understanding of how chromatin and gene expression patterns are coordinated during developmental transitions in the cardiac lineage. Here, we interrogated the transcriptome and several histone modifications across the genome during defined stages of cardiac differentiation. We find distinct chromatin patterns that are coordinated with stage-specific expression of functionally related genes, including many human disease-associated genes. Moreover, we discover a novel preactivation chromatin pattern at the promoters of genes associated with heart development and cardiac function. We further identify stage-specific distal enhancer elements and find enriched DNA binding motifs within these regions that predict sets of transcription factors that orchestrate cardiac differentiation. Together, these findings form a basis for understanding developmentally regulated chromatin transitions during lineage commitment and the molecular etiology of congenital heart disease.

Deletions of three yeast genes, SET2, CDC73, and DST1, involved in transcriptional elongation and/or chromatin metabolism were used in conjunction with genetic array technology to screen ∼4700 yeast deletions and identify double deletion mutants that produce synthetic growth defects. Of the five deletions interacting genetically with all three starting mutations, one encoded the histone H2A variant Htz1 and three encoded components of a novel 13 protein complex, SWR-C, containing the Snf2 family ATPase, Swr1. The SWR-C also copurified with Htz1 and Bdf1, a TFIID-interacting protein that recognizes acetylated histone tails. Deletions of the genes encoding Htz1 and seven nonessential SWR-C components caused a similar spectrum of synthetic growth defects when combined with deletions of 384 genes involved in transcription, suggesting that Htz1 and SWR-C belong to the same pathway. We show that recruitment of Htz1 to chromatin requires the SWR-C. Moreover, like Htz1 and Bdf1, the SWR-C promotes gene expression near silent heterochromatin.

Cyanobacterial Diversity What does it mean to be a global species? The marine cyanobacterium Prochlorococcus is ubiquitous and, arguably, the most abundant and productive of all living organisms. Although to our eyes the seas look uniform, to a bacterium the ocean's bulk is a plethora of microhabitats, and by large-scale single-cell genomic analysis of uncultured cells, Kashtan et al. (p. 416 ; see the Perspective by Bowler and Scanlan ) reveal that Prochlorococcus has diversified to match. This “species” constitutes a mass of subpopulations—each with million-year ancestry—that vary seasonally in abundance. The subpopulations in turn have clades nested within that show covariation between sets of core alleles and variable gene content, indicating flexibility of responses to rapid environmental changes. Large sets of coexisting populations could be a general feature of other free-living bacterial species living in highly mixed habitats.

Rosa roxburghii Tratt is a plant from the Rosaceae family whose fruits are rich in vitamins, dietary fiber, flavonoids, phenolic acids, and other active components (Jiang, et al. 2024). In July 2023, about R. roxburghii 500 plants were investigated in a field of 6000 m2 in Guiding County (107°14'E, 26°45'N), Guizhou province, China, and the results showed a leaf spot incidence of s 20 to 30%. The affected leaves had irregular, black lesions with a clear blackish brown boundary and faint black conidiomata in a brown center. Fifteen symptomatic leaves were collected from 10 plants washed with sterile distilled water, and 5 × 5 mm pieces of the infected tissues were cut. After surface sterilization for30 s with 75% ethanol, 2 min with 3% NaOCl, three washes in sterilized distilled water, the leaf pieces were dried and placed on potato dextrose agar (PDA) and incubated at 25℃ for 5 days. Three isolates (H3-Y-1-1, H3-Y-1-2, H3-Y-1-3) with identical morphology were obtained, and the isolate H3-Y-1-1was selected for further study. The colonies on PDA exhibited irregular growth patterns, with white felty aerial mycelium on the upper surface, and white mycelium on the lower surface. Conidiomata were irregularly distributed over the agar surface. The isolate H3-Y-1-1 produced darkly pigmented pycnidia on PDA after 30 days and oozed milky mucilaginous drops. The fungus produced two types of conidia, α and β. Regular α conidia were 4.74 – 5.96 × 1.52 – 2.24 μm (n = 50), hyaline, elongated, biguttulate and non-septate. Beta conidia were 20.13 – 25.74 × 0.86 – 1.29 μm (n = 50), aseptate, hyaline, smooth, spindle shaped, slightly curved to bent. The morphological features were consistent with the description of Diaporthe eres (Pereira, et al. 2022). The pathogen was confirmed to be D. eres by amplification and sequencing of the internal transcribed spacer region (ITS), the partial β-tubulin (TUB), the partial translation elongation factor 1-alpha (TEF) genes using primers ITS1/ITS4, Bt-2a/Bt-2b, EF1-728F/EF1-986R, respectively. Sequences from PCR amplification were deposited in GenBank with accession numbers PP411998 (ITS), PP502153 (TUB), PP502156 (TEF). BLAST searches of the sequences revealed (96%) (500/523nt), 97% (479/494 nt) and 99% (334/338 nt) homology with those of D. eres CBS 138594 from GenBank (OM698848, OM752196 and OM752197), respectively. Phylogenetic analysis using maximum-likelihood and Bayesian methods placed the isolate H3-Y-1-1 in a well-supported cluster with D. eres CBS 101742. The pathogen was thus identified as D. eres based on the morphological characterization and molecular analyses (Feng, et al. 2013; Tao, et al. 2020). To assess its pathogenicity, healthy R. roxburghii potted plants were inoculated with H3-Y-1-1 spore suspensions. Symptomatic leaves mirroring field symptoms were observed after XX days of incubations at XX°C, while control plants exhibited no symptoms. Diaporthe eres was consistently reisolated from the infected leaves showing brown irregular or round lesions at the initial stage of the disease, expanding and become more irregular over time ultimately causing leaf curling and plant death. To our knowledge, this is the first report of leaf spot on R. roxburghii caused by D. eres in China. The disease may become a serious threat to fruit of R. roxburghii production in China. Therefore, detection of this pathogen is very important to ensure timely disease management.