Abstract In Bacillus subtilis , a master regulator Spo0A controls several cell-differentiation pathways. Under moderate starvation, phosphorylated Spo0A (Spo0A~P) induces biofilm formation by indirectly activating genes controlling matrix production in a subpopulation of cells via a SinI-SinR-SlrR network. Under severe starvation, Spo0A~P induces sporulation by directly and indirectly regulating sporulation gene expression. However, what determines the heterogeneity of individual cell fates is not fully understood. In particular, it is still unclear why, despite being controlled by a single master regulator, biofilm matrix production and sporulation are mutually exclusive on a single-cell level. In this work, with mathematical modeling, we showed that the fluctuations in the growth rate and the intrinsic noise amplified by the bistability in the SinI-SinR-SlrR network could explain the single-cell distribution of matrix production. Moreover, we predicted an incoherent feed-forward loop: the decrease in the cellular growth rate activates matrix production by increasing in Spo0A phosphorylation level but represses it via changing the relative concentrations of SinR and SlrR. Experimental data provide evidence to support model predictions. In particular, we demonstrate how the degree to which matrix production and sporulation appear mutually exclusive is affected by genetic perturbations. Importance The mechanisms of cell-fate decisions are fundamental to our understanding of multicellular organisms and bacterial communities. However, even for the best-studied model systems we still lack a complete picture of how phenotypic heterogeneity of genetically identical cells is controlled. Here, using B. subtilis as a model system, we employ a combination of mathematical modeling and experiments to explain the population-level dynamics and single-cell level heterogeneity of biofilm gene expression. The results demonstrate how the two cell fates, biofilm matrix production and sporulation, can appear mutually exclusive without explicitly inhibiting one another. Such a mechanism could be used in a wide range of other biological systems.

The paucity of selective agonists for TASK-3, a member of two-pore domain K+ (K2P) channels, has contributed to our limited understanding of its biological functions. By targeting a novel druggable transmembrane cavity using a structure-based drug design approach, we discovered a biguanide compound, CHET3, as a highly selective allosteric activator for TASK-3-containing K2P channels, including TASK-3 homomer and TASK-3/TASK-1 heteromer. CHET3 displayed unexpectedly potent analgesic effects in vivo in a variety of acute and chronic pain models in rodents that could be abolished by pharmacology or genetic ablation of TASK-3. We further found that TASK-3-containing channels anatomically define a unique subset population of small-sized, TRPM8, TRPV1 or tyrosine hydroxylase-positive nociceptive sensory neurons and functionally regulate their membrane excitability, supporting CHET3 analgesia in thermal hyperalgesia and mechanical allodynia under chronic pain. Overall, our proof-of-concept study reveals TASK-3-containing K2P channels as a novel druggable target for treating pain.One Sentence Summary Identification of a novel drug target and its new hit compounds for developing new-generation non-opioid analgesics.

To investigate the role of WW domain containing E3 ubiquitin protein ligase 1 (WWP1) in enamel development of mice.

Abstract Pulpotomy, which belongs to vital pulp therapy, has become a strategy for managing pulpitis in recent decades. This minimally invasive treatment reflects the recognition of preserving healthy dental pulp and optimizing long-term patient-centered outcomes. Pulpotomy is categorized into partial pulpotomy (PP), the removal of a partial segment of the coronal pulp tissue, and full pulpotomy (FP), the removal of whole coronal pulp, which is followed by applying the biomaterials onto the remaining pulp tissue and ultimately restoring the tooth. Procedural decisions for the amount of pulp tissue removal or retention depend on the diagnostic of pulp vitality, the overall treatment plan, the patient’s general health status, and pulp inflammation reassessment during operation. This statement represents the consensus of an expert committee convened by the Society of Cariology and Endodontics, Chinese Stomatological Association. It addresses the current evidence to support the application of pulpotomy as a potential alternative to root canal treatment (RCT) on mature permanent teeth with pulpitis from a biological basis, the development of capping biomaterial, and the diagnostic considerations to evidence-based medicine. This expert statement intends to provide a clinical protocol of pulpotomy, which facilitates practitioners in choosing the optimal procedure and increasing their confidence in this rapidly evolving field.