We have produced a draft sequence of the rice genome for the most widely cultivated subspecies in China, Oryza sativa L. ssp. indica , by whole-genome shotgun sequencing. The genome was 466 megabases in size, with an estimated 46,022 to 55,615 genes. Functional coverage in the assembled sequences was 92.0%. About 42.2% of the genome was in exact 20-nucleotide oligomer repeats, and most of the transposons were in the intergenic regions between genes. Although 80.6% of predicted Arabidopsis thaliana genes had a homolog in rice, only 49.4% of predicted rice genes had a homolog in A. thaliana . The large proportion of rice genes with no recognizable homologs is due to a gradient in the GC content of rice coding sequences.

N6-Methyladenosine is an abundant nucleoside in cellular mRNA that undergoes demethylation under physiological conditions by fat mass and obesity-associated protein (FTO). This new pathway suggests that RNA modifications can be reversible and potentially have an impact on RNA metabolism. We report here that fat mass and obesity-associated protein (FTO) has efficient oxidative demethylation activity targeting the abundant N6-methyladenosine (m6A) residues in RNA in vitro. FTO knockdown with siRNA led to increased amounts of m6A in mRNA, whereas overexpression of FTO resulted in decreased amounts of m6A in human cells. We further show the partial colocalization of FTO with nuclear speckles, which supports the notion that m6A in nuclear RNA is a major physiological substrate of FTO.

Summary

 N⁶-methyladenosine (m⁶A) is the most prevalent internal modification of messenger RNA (mRNA) in higher eukaryotes. Here we report ALKBH5 as another mammalian demethylase that oxidatively reverses m⁶A in mRNA in vitro and in vivo. This demethylation activity of ALKBH5 significantly affects mRNA export and RNA metabolism as well as the assembly of mRNA processing factors in nuclear speckles. Alkbh5-deficient male mice have increased m⁶A in mRNA and are characterized by impaired fertility resulting from apoptosis that affects meiotic metaphase-stage spermatocytes. In accordance with this defect, we have identified in mouse testes 1,551 differentially expressed genes that cover broad functional categories and include spermatogenesis-related mRNAs involved in the p53 functional interaction network. The discovery of this RNA demethylase strongly suggests that the reversible m⁶A modification has fundamental and broad functions in mammalian cells.

The methyltransferase like 3 (METTL3)-containing methyltransferase complex catalyzes the N6-methyladenosine (m6A) formation, a novel epitranscriptomic marker; however, the nature of this complex remains largely unknown. Here we report two new components of the human m6A methyltransferase complex, Wilms' tumor 1-associating protein (WTAP) and methyltransferase like 14 (METTL14). WTAP interacts with METTL3 and METTL14, and is required for their localization into nuclear speckles enriched with pre-mRNA processing factors and for catalytic activity of the m6A methyltransferase in vivo. The majority of RNAs bound by WTAP and METTL3 in vivo represent mRNAs containing the consensus m6A motif. In the absence of WTAP, the RNA-binding capability of METTL3 is strongly reduced, suggesting that WTAP may function to regulate recruitment of the m6A methyltransferase complex to mRNA targets. Furthermore, transcriptomic analyses in combination with photoactivatable-ribonucleoside-enhanced crosslinking and immunoprecipitation (PAR-CLIP) illustrate that WTAP and METTL3 regulate expression and alternative splicing of genes involved in transcription and RNA processing. Morpholino-mediated knockdown targeting WTAP and/or METTL3 in zebrafish embryos caused tissue differentiation defects and increased apoptosis. These findings provide strong evidence that WTAP may function as a regulatory subunit in the m6A methyltransferase complex and play a critical role in epitranscriptomic regulation of RNA metabolism.

The role of Fat Mass and Obesity-associated protein (FTO) and its substrate N6-methyladenosine (m6A) in mRNA processing and adipogenesis remains largely unknown. We show that FTO expression and m6A levels are inversely correlated during adipogenesis. FTO depletion blocks differentiation and only catalytically active FTO restores adipogenesis. Transcriptome analyses in combination with m6A-seq revealed that gene expression and mRNA splicing of grouped genes are regulated by FTO. M6A is enriched in exonic regions flanking 5′- and 3′-splice sites, spatially overlapping with mRNA splicing regulatory serine/arginine-rich (SR) protein exonic splicing enhancer binding regions. Enhanced levels of m6A in response to FTO depletion promotes the RNA binding ability of SRSF2 protein, leading to increased inclusion of target exons. FTO controls exonic splicing of adipogenic regulatory factor RUNX1T1 by regulating m6A levels around splice sites and thereby modulates differentiation. These findings provide compelling evidence that FTO-dependent m6A demethylation functions as a novel regulatory mechanism of RNA processing and plays a critical role in the regulation of adipogenesis.

N6-methyladenosine (m6A) has been recently identified as a conserved epitranscriptomic modification of eukaryotic mRNAs, but its features, regulatory mechanisms, and functions in cell reprogramming are largely unknown. Here, we report m6A modification profiles in the mRNA transcriptomes of four cell types with different degrees of pluripotency. Comparative analysis reveals several features of m6A, especially gene- and cell-type-specific m6A mRNA modifications. We also show that microRNAs (miRNAs) regulate m6A modification via a sequence pairing mechanism. Manipulation of miRNA expression or sequences alters m6A modification levels through modulating the binding of METTL3 methyltransferase to mRNAs containing miRNA targeting sites. Increased m6A abundance promotes the reprogramming of mouse embryonic fibroblasts (MEFs) to pluripotent stem cells; conversely, reduced m6A levels impede reprogramming. Our results therefore uncover a role for miRNAs in regulating m6A formation of mRNAs and provide a foundation for future functional studies of m6A modification in cell reprogramming.

N 6 -methyladenosine (m6A) modification in mRNAs was recently shown to be dynamically regulated, indicating a pivotal role in multiple developmental processes. Most recently, it was shown that the Mettl3-Mettl14 writer complex of this mark is required for the temporal control of cortical neurogenesis. The m6A reader protein Ythdf2 promotes mRNA degradation by recognizing m6A and recruiting the mRNA decay machinery.We show that the conditional depletion of the m6A reader protein Ythdf2 in mice causes lethality at late embryonic developmental stages, with embryos characterized by compromised neural development. We demonstrate that neural stem/progenitor cell (NSPC) self-renewal and spatiotemporal generation of neurons and other cell types are severely impacted by the loss of Ythdf2 in embryonic neocortex. Combining in vivo and in vitro assays, we show that the proliferation and differentiation capabilities of NSPCs decrease significantly in Ythdf2 -/- embryos. The Ythdf2 -/- neurons are unable to produce normally functioning neurites, leading to failure in recovery upon reactive oxygen species stimulation. Consistently, expression of genes enriched in neural development pathways is significantly disturbed. Detailed analysis of the m6A-methylomes of Ythdf2 -/- NSPCs identifies that the JAK-STAT cascade inhibitory genes contribute to neuroprotection and neurite outgrowths show increased expression and m6A enrichment. In agreement with the function of Ythdf2, delayed degradation of neuron differentiation-related m6A-containing mRNAs is seen in Ythdf2 -/- NSPCs.We show that the m6A reader protein Ythdf2 modulates neural development by promoting m6A-dependent degradation of neural development-related mRNA targets.

Summary Tight control of gene expression networks required for adipose tissue formation and plasticity is essential for adaptation to energy needs and environmental cues. However, little is known about the mechanisms that orchestrate the dramatic transcriptional changes leading to adipocyte differentiation. We investigated the regulation of nascent transcription by the sumoylation pathway during adipocyte differentiation using SLAMseq and ChIPseq. We discovered that the sumoylation pathway has a dual function in differentiation; it supports the initial downregulation of pre-adipocyte-specific genes, while it promotes the establishment of the mature adipocyte transcriptional program. By characterizing sumoylome dynamics in differentiating adipocytes by mass spectrometry, we found that sumoylation of specific transcription factors like Ppar γ /RXR and their co-factors is associated with the transcription of adipogenic genes. Our data demonstrate that the sumoylation pathway coordinates the rewiring of transcriptional networks required for formation of functional adipocytes. This study also provides an in-depth resource of gene transcription dynamics, SUMO-regulated genes and sumoylation sites during adipogenesis.

Abstract Mitotic entry correlates with the condensation of the chromosomes, remodeling of histone modifications, exclusion of transcription factors from DNA and the broad downregulation of transcription. However, whether mitotic condensation influences transcription in the subsequent interphase is unknown. Here, we show that preventing one chromosome to condense during mitosis causes it to fail resetting transcription. Rather it diverted the transcription machinery and underwent unscheduled initiation of gene expression. This caused the activation of inducible transcriptional programs, such as the GAL genes, even in absence of the relevant stimuli. Strikingly, aberrant gene expression persisted into the next interphase. Thus, our study identifies the maintenance of transcriptional homeostasis as an unexpected and yet unexplored function of mitotic chromosome condensation. One-Sentence Summary Mitotic chromatin condensation resets the transcriptome to protect cells from transcriptional drifting after anaphase.