Transthyretin amyloid cardiomyopathy is caused by the deposition of transthyretin amyloid fibrils in the myocardium. The deposition occurs when wild-type or variant transthyretin becomes unstable and misfolds. Tafamidis binds to transthyretin, preventing tetramer dissociation and amyloidogenesis.In a multicenter, international, double-blind, placebo-controlled, phase 3 trial, we randomly assigned 441 patients with transthyretin amyloid cardiomyopathy in a 2:1:2 ratio to receive 80 mg of tafamidis, 20 mg of tafamidis, or placebo for 30 months. In the primary analysis, we hierarchically assessed all-cause mortality, followed by frequency of cardiovascular-related hospitalizations according to the Finkelstein-Schoenfeld method. Key secondary end points were the change from baseline to month 30 for the 6-minute walk test and the score on the Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire-Overall Summary (KCCQ-OS), in which higher scores indicate better health status.In the primary analysis, all-cause mortality and rates of cardiovascular-related hospitalizations were lower among the 264 patients who received tafamidis than among the 177 patients who received placebo (P<0.001). Tafamidis was associated with lower all-cause mortality than placebo (78 of 264 [29.5%] vs. 76 of 177 [42.9%]; hazard ratio, 0.70; 95% confidence interval [CI], 0.51 to 0.96) and a lower rate of cardiovascular-related hospitalizations, with a relative risk ratio of 0.68 (0.48 per year vs. 0.70 per year; 95% CI, 0.56 to 0.81). At month 30, tafamidis was also associated with a lower rate of decline in distance for the 6-minute walk test (P<0.001) and a lower rate of decline in KCCQ-OS score (P<0.001). The incidence and types of adverse events were similar in the two groups.In patients with transthyretin amyloid cardiomyopathy, tafamidis was associated with reductions in all-cause mortality and cardiovascular-related hospitalizations and reduced the decline in functional capacity and quality of life as compared with placebo. (Funded by Pfizer; ATTR-ACT ClinicalTrials.gov number, NCT01994889 .).

Abstract Bardet-Biedl syndrome (BBS), a ciliopathy, is a rare genetic condition characterised by retina degeneration, obesity, kidney failure and cognitive impairment. In spite of a progress made in general understanding of BBS aetiology, the molecular mechanism of cognitive impairment remains elusive. Here we report that loss of Bardet-Biedl syndrome proteins causes synaptic dysfunction in principal neurons providing possible explanation for cognitive impairment phenotype in BBS patients. Using synaptosomal proteomics and immunocytochemistry we demonstrate the presence of Bbs in postsynaptic density of hippocampal neurons. Loss of Bbs results in the significant reduction of dendritic spines in principal neurons of Bbs mice models. Furthermore, we demonstrate that spine deficiency correlates with events that destabilize spine architecture, such as, impaired spine membrane receptors signalling known to be involved in the maintenance of dendritic spines. Finally, we show that voluntary exercise rescues spine deficiency in the neurons. Based on our data, we propose a model in which Bbs proteins, similar to their function in primary cilia, regulate trafficking of signalling receptors into and out of the membrane of dendritic spines, thus providing the basis for synaptic plasticity.

Abstract Antimicrobial resistance is one of the greatest current threats to human and animal health. There is an urgent need to ensure that antimicrobials are used appropriately to limit the emergence and impact of resistance. In the human and veterinary healthcare setting, traditional culture and antimicrobial sensitivity testing is typically conducted, requiring 48-72 h to identify appropriate antibiotics for treatment. In the meantime, broad-spectrum antimicrobials are often used, which may be ineffective or impact non-target commensal bacteria. Here, we present a rapid diagnostics pipeline, involving metagenomic Nanopore sequencing directly from clinical urine and skin samples of dogs. We have optimised this pipeline to be versatile and easily implementable in a clinical setting, with the potential for future adaptation to different sample types and animals. Using our approach, we can identify the bacterial pathogen present in a sample with 100% sensitivity within 5 hours. For urine samples, we can predict antibiotic sensitivity with up to 95% accuracy. However, skin swabs which exhibited lower bacterial abundance and higher host DNA, were less amenable and an additional host depletion step may be required prior to DNA extraction. In summary, our pipeline represents an important step towards the design of individually tailored veterinary treatment plans on the same day as presentation, facilitating effective use of antibiotics and promoting antimicrobial stewardship. Impact statement Antimicrobial resistance (AMR) is a major threat to veterinary and human healthcare. It is a one-health problem, as humans and dogs are in close contact, require similar antibiotics, and share bacterial pathogens and AMR genes. Limited treatments options due to AMR would have a catastrophic effect. The risk of infection would render much of modern healthcare (including critical care, orthopaedic and complex surgeries, implants and oncology) impossible. In addition, routine infections could become life threatening. It is therefore critical to preserve the efficacy of these drugs for the future. Inappropriate antimicrobial use is the single biggest factor driving AMR. Antimicrobial stewardship involves reducing antimicrobial use, using first-line narrow-spectrum drugs, and avoiding overly long treatment. Delays in culture-based diagnosis lead clinicians to speculatively use broad-spectrum antibiotics and prolong courses of treatment beyond clinical cure. Our rapid diagnostic approach will have a major impact in reducing, refining and replacing antibiotic use. This will advance antimicrobial stewardship in veterinary and human healthcare. Data summary All sequencing data mentioned in this work is available from NCBI, BioProject PRJNA925092, Biosamples SAMN32880396 to SAMN32880438, run accessions SRR23195371 to SRR23195413. The authors confirm all supporting data, code and protocols have been provided within the article or through supplementary data files .

Recent developments in CRISPR/Cas9 genome editing tools have facilitated the introduction of more complex alleles, often spanning genetic intervals of several kilobases, directly into the embryo. These techniques often produce mosaic founder animals and the introduction of donor templates, via homologous directed repair, can be erroneous or incomplete. Newly generated alleles must be verified at the sequence level across the targeted locus. Screening for the presence of the desired mutant allele using traditional sequencing methods can be challenging due to the size of the desired edit(s) together with founder mosaicism. In order to help disentangle the genetic complexity of these animals, we tested the application of Oxford Nanopore long read sequencing of the targeted locus. Taking advantage of sequencing the entire length of the segment in each single read, we were able to determine whether the entire intended mutant sequence was present in both mosaic founders and their offspring.

Bacterial genetic diversity is often described using solely base pair changes despite a wide variety of other mutation types likely being major contributors. Tandem duplications of genomic loci are thought to be widespread among bacteria but due to their often intractable size and instability, comprehensive studies of the range and genome dynamics of these mutations are rare. We define a methodology to investigate duplications in bacterial genomes based on read depth of genome sequence data as a proxy for copy number. We demonstrate the approach with Bordetella pertussis, whose insertion sequence element-rich genome provides extensive scope for duplications to occur. Analysis of genome sequence data for 2430 B. pertussis isolates identified 272 putative duplications, of which 94% were located at 11 hotspot loci. We demonstrate limited phylogenetic connection for the occurrence of duplications, suggesting unstable and sporadic characteristics. Genome instability was further described in-vitro using long read sequencing via the Nanopore platform. Clonally derived laboratory cultures produced heterogenous populations containing multiple structural variants. Short read data was used to predict 272 duplications, whilst long reads generated on the Nanopore platform enabled the in-depth study of the genome dynamics of tandem duplications in B. pertussis. Our work reveals the unrecognised and dynamic genetic diversity of B. pertussis and, as the complexity of the B. pertussis genome is not unique, highlights the need for a holistic and fundamental understanding of bacterial genetics.

The genome of Bordetella pertussis is complex, with high GC content and many repeats, each longer than 1,000 bp. Short-read DNA sequencing is unable to resolve the structure of the genome; however, long-read sequencing offers the opportunity to produce single-contig B. pertussis assemblies using sequencing reads which are longer than the repetitive sections. We used an R9.4 MinION flow cell and barcoding to sequence five B. pertussis strains in a single sequencing run. We then trialled combinations of the many nanopore-user-community-built long-read analysis tools to establish the current optimal assembly pipeline for B. pertussis genome sequences. Our best long-read-only assemblies were produced by Canu read correction followed by assembly with Flye and polishing with Nanopolish, whilst the best hybrids (using nanopore and Illumina reads together) were produced by Canu correction followed by Unicycler. This pipeline produced closed genome sequences for four strains, revealing inter-strain genomic rearrangement. However, read mapping to the Tohama I reference genome suggests that the remaining strain contains an ultra-long duplicated region (over 100 kbp), which was not resolved by our pipeline. We have therefore demonstrated the ability to resolve the structure of several B. pertussis strains per single barcoded nanopore flow cell, but the genomes with highest complexity (e.g. very large duplicated regions) remain only partially resolved using the standard library preparation and will require an alternative library preparation method. For full strain characterisation, we recommend hybrid assembly of long and short reads together; for comparison of genome arrangement, assembly using long reads alone is sufficient.

Although genomic sequencing has been transformative in the study of rare genetic diseases, identifying causal variants remains a considerable challenge that can be addressed in part by new gene-specific knowledge. Here, we integrate measures of how essential a gene is to supporting life, as inferred from the comprehensive viability and phenotyping screens performed on knockout mice by the International Mouse Phenotyping Consortium and from human cell line essentiality screens. We propose a novel, cross-species gene classification across the Full Spectrum of Intolerance to Loss-of-function (FUSIL) and demonstrate that genes in five mutually exclusive FUSIL categories have differing characteristics in the biological processes they regulate, tissue expression levels and human mutation rates. Most notably, Mendelian disease genes, particularly those associated with developmental disorders, are highly overrepresented in the developmental lethal category, representing genes not essential for cell survival but required for organism development. Exploiting this finding, we have screened developmental disorder cases from three independent disease sequencing consortia and identified potentially pathogenic, de novo variants shared in different patients for several developmental lethal genes that have not previously been associated with rare disease. We therefore propose FUSIL as an efficient resource for disease gene discovery.