The advent of transcription profiling technologies has provided researchers with an unprecedented ability to study biological processes. Accordingly, a custom-made Affymetrix GeneChip, constituting >86% of the Staphylococcus aureus genome, was used to identify open reading frames that are regulated by agr and/or SarA, the two best-studied regulators of the organism's virulence response. RNA extracted from wild-type cells and agr, sarA, and agr sarA mutant cells in the early-, mid-, and late-log and stationary phases of growth was analyzed. Open reading frames with transcription patterns expected of genes either up- or downregulated in an agr- and/or SarA-dependent manner were identified. Oligonucleotide microarray and Northern blot analyses confirmed that the transcription of several known virulence genes, including hla (alpha-toxin) and spa (protein A), is regulated by each effector and provided insights about the regulatory cascades involved in both alpha-hemolysin and protein A expression. Several putative virulence factors were also identified as regulated by agr and/or SarA. In addition, genes that are involved in several biological processes but which are difficult to reconcile as playing a direct role in the organism's pathogenesis also appeared to be regulated by each effector, suggesting that products of both the agr and the sarA locus are more-global transcription regulators than previously realized.

The mechanisms underlying gene repression and silencers are poorly understood. Here we investigate the hypothesis that H3K27me3-rich regions of the genome, defined from clusters of H3K27me3 peaks, may be used to identify silencers that can regulate gene expression via proximity or looping. We find that H3K27me3-rich regions are associated with chromatin interactions and interact preferentially with each other. H3K27me3-rich regions component removal at interaction anchors by CRISPR leads to upregulation of interacting target genes, altered H3K27me3 and H3K27ac levels at interacting regions, and altered chromatin interactions. Chromatin interactions did not change at regions with high H3K27me3, but regions with low H3K27me3 and high H3K27ac levels showed changes in chromatin interactions. Cells with H3K27me3-rich regions knockout also show changes in phenotype associated with cell identity, and altered xenograft tumor growth. Finally, we observe that H3K27me3-rich regions-associated genes and long-range chromatin interactions are susceptible to H3K27me3 depletion. Our results characterize H3K27me3-rich regions and their mechanisms of functioning via looping.

Laboratory pedagogy is moving away from step-by-step instructions and toward inquiry-based learning (IBL), but only now developing methods for integrating inquiry-based writing (IBW) practices into the laboratory course. Based on an earlier proposal (Science 332:919 ( 2011 )), we designed and implemented an IBW sequence in a university bioinformatics course.We automatically generated unique, double-blinded, biologically plausible DNA sequences for each student. After guided instruction, students investigated sequences independently and responded through IBW writing assignments. IBW assignments were structured as condensed versions of a scientific research paper, and because the sequences were double blinded, they were also assessed as authentic science and evaluated on clarity and persuasiveness.We piloted the approach in a seven-day workshop (35 students) at Perdana University Graduate School of Medicine in Kuala Lumpur. We observed dramatically improved student engagement and indirect evidence of improved learning outcomes over a similar workshop without IBW. Based on student feedback, initial discomfort with the writing component abated in favor of an overall positive response and increasing comfort with the high demands of student writing. Similarly encouraging results were found in a semester length undergraduate module at the National University of Singapore (155 students).