Genetic difference between two Schistosoma japonicum isolates with contrasting cercarial shedding patterns revealed by whole genome sequencing.

Schistosoma japonicum is one of the major infectious agents of human schistosomiasis, mainly endemic in China and the Philippines. We have previously reported the finding of two schistosome isolates, each with a different cercarial emergence pattern adapted to their different hosts. However, there are currently no whole-genome sequencing studies to investigate the underlining genetics of the adaptive traits. We sampled schistosomes in 2013 and 2020 from a hilly area Shitai (ST) and a marshland area Hexian (HX) of Anhui, China. Ten to 15 male or female adult worms from each site/year were sent for whole genome sequencing. Genetics were analyzed, and selection signals along genomes were detected. Gene enrichment analysis was performed for the genome regions under selection. The results revealed considerable genetic differentiation between the two isolates. The genome "windows" affected by natural selection were fewer in ST (64 windows containing 78 genes) than in HX (318 windows containing 276 genes). Twelve significantly enriched genes were identified in ST, but none in HX. These genes were mainly related to specific DNA binding and intercellular signaling transduction. Some functional region changes identified along the genome of the hilly schistosome may be related to its unique late afternoon cercarial emergence.

Title: Différence génétique entre deux isolats de Schistosoma japonicum présentant des schémas contrastés d'émergence de cercaires, révélés par séquençage du génome entier. Abstract: Schistosoma japonicum est l'un des principaux agents infectieux de la schistosomiase humaine, principalement endémique en Chine et aux Philippines. Nous avons précédemment rapporté la découverte de deux isolats de schistosomes, chacun présentant un schéma différent d'émergence de cercaires, adapté à leurs différents hôtes. Cependant, il n'existe actuellement aucune étude de séquençage du génome entier pour comprendre la génétique sous-jacente aux traits adaptatifs. Nous avons échantillonné des schistosomes en 2013 et 2020 dans une zone de collines de Shitai (ST) et une zone marécageuse de Hexian (HX) de l'Anhui, en Chine. Dix à 15 vers adultes mâles ou femelles de chaque site/année ont été envoyés pour séquençage du génome entier. La génétique a été analysée et des signaux de sélection le long des génomes ont été détectés. Une analyse d'enrichissement génétique a été réalisée pour les régions du génome sélectionnées. Les résultats ont révélé une différenciation génétique considérable entre deux isolats. Les « fenêtres ¼ du génome affectées par la sélection naturelle étaient moins nombreuses dans ST (64 fenêtres contenant 78 gènes) que dans HX (318 fenêtres contenant 276 gènes). Douze gènes significativement enrichis ont été identifiés dans ST mais aucun dans HX. Ces gènes étaient principalement liés à la liaison spécifique à l'ADN et à la transduction de la signalisation intercellulaire. Certains changements de régions fonctionnelles identifiés le long du génome du schistosome des collines peuvent être liés à son émergence cercarienne exceptionnelle en fin d'après-midi.

Identifying dysregulated pathways in postmenopausal osteoporosis through investigation of crosstalk between pathways.

The present study aimed to identify potential dysregulated pathways to further reveal the molecular mechanisms of postmenopausal osteoporosis (PMOP) based on pathway­interaction network (PIN) analysis, which considers crosstalk between pathways. Protein­protein interaction (PPI) data and pathway information were derived from STRING and Reactome Pathway databases, respectively. According to the gene expression profiles, pathway data and PPI information, a PIN was constructed with each node representing a biological pathway. Principal component analysis was used to compute the pathway activity for each pathway, and the seed pathway was selected. Subsequently, dysregulated pathways were extracted from the PIN based on the seed pathway and the increased classification accuracy, which was measured using the area under the curve (AUC) index according to 5­fold cross validation. A PIN comprising 2,725 interactions was constructed, which was used to detect dysregulated pathways. Notably, the 'mitotic prometaphase' pathway was selected and defined as a seed pathway. Starting with the seed pathway, network­based analysis successfully identified one pathway set for PMOP comprising eight dysregulated pathways (such as mitotic prometaphase, resolution of sister chromatid cohesion, mRNA splicing and mRNA splicing­major) with an AUC score of 0.85, which may provide potential biomarkers for targeted therapy for PMOP.