Ten years ago, the discovery of Mimivirus, a virus infecting Acanthamoeba, initiated a reappraisal of the upper limits of the viral world, both in terms of particle size (>0.7 micrometers) and genome complexity (>1000 genes), dimensions typical of parasitic bacteria. The diversity of these giant viruses (the Megaviridae) was assessed by sampling a variety of aquatic environments and their associated sediments worldwide. We report the isolation of two giant viruses, one off the coast of central Chile, the other from a freshwater pond near Melbourne (Australia), without morphological or genomic resemblance to any previously defined virus families. Their micrometer-sized ovoid particles contain DNA genomes of at least 2.5 and 1.9 megabases, respectively. These viruses are the first members of the proposed "Pandoravirus" genus, a term reflecting their lack of similarity with previously described microorganisms and the surprises expected from their future study.

The notion of a “plurifunctional” nucleolus is now well established. However, molecular mechanisms underlying the biological processes occurring within this nuclear domain remain only partially understood. As a first step in elucidating these mechanisms we have carried out a proteomic analysis to draw up a list of proteins present within nucleoli of HeLa cells. This analysis allowed the identification of 213 different nucleolar proteins. This catalog complements that of the 271 proteins obtained recently by others, giving a total of ∼350 different nucleolar proteins. Functional classification of these proteins allowed outlining several biological processes taking place within nucleoli. Bioinformatic analyses permitted the assignment of hypothetical functions for 43 proteins for which no functional information is available. Notably, a role in ribosome biogenesis was proposed for 31 proteins. More generally, this functional classification reinforces the plurifunctional nature of nucleoli and provides convincing evidence that nucleoli may play a central role in the control of gene expression. Finally, this analysis supports the recent demonstration of a coupling of transcription and translation in higher eukaryotes.

Significance Giant DNA viruses are visible under a light microscope and their genomes encode more proteins than some bacteria or intracellular parasitic eukaryotes. There are two very distinct types and infect unicellular protists such as Acanthamoeba . On one hand, Megaviridae possess large pseudoicosahedral capsids enclosing a megabase-sized adenine–thymine-rich genome, and on the other, the recently discovered Pandoraviruses exhibit micron-sized amphora-shaped particles and guanine–cytosine-rich genomes of up to 2.8 Mb. While initiating a survey of the Siberian permafrost, we isolated a third type of giant virus combining the Pandoravirus morphology with a gene content more similar to that of icosahedral DNA viruses. This suggests that pandoravirus-like particles may correspond to an unexplored diversity of unconventional DNA virus families.

Microbial pathogens infect host cells by delivering virulence factors (effectors) that interfere with defenses. In plants, intracellular nucleotide-binding/leucine-rich repeat receptors (NLRs) detect specific effector interference and trigger immunity by an unknown mechanism. The Arabidopsis-interacting NLR pair, RRS1-R with RPS4, confers resistance to different pathogens, including Ralstonia solanacearum bacteria expressing the acetyltransferase effector PopP2. We show that PopP2 directly acetylates a key lysine within an additional C-terminal WRKY transcription factor domain of RRS1-R that binds DNA. This disrupts RRS1-R DNA association and activates RPS4-dependent immunity. PopP2 uses the same lysine acetylation strategy to target multiple defense-promoting WRKY transcription factors, causing loss of WRKY-DNA binding and transactivating functions needed for defense gene expression and disease resistance. Thus, RRS1-R integrates an effector target with an NLR complex at the DNA to switch a potent bacterial virulence activity into defense gene activation.

Although many organisms capture or respond to sunlight, few enzymes are known to be driven by light. Among these are DNA photolyases and the photosynthetic reaction centers. Here, we show that the microalga Chlorella variabilis NC64A harbors a photoenzyme that acts in lipid metabolism. This enzyme belongs to an algae-specific clade of the glucose-methanol-choline oxidoreductase family and catalyzes the decarboxylation of free fatty acids to n-alkanes or -alkenes in response to blue light. Crystal structure of the protein reveals a fatty acid-binding site in a hydrophobic tunnel leading to the light-capturing flavin adenine dinucleotide (FAD) cofactor. The decarboxylation is initiated through electron abstraction from the fatty acid by the photoexcited FAD with a quantum yield >80%. This photoenzyme, which we name fatty acid photodecarboxylase, may be useful in light-driven, bio-based production of hydrocarbons.

Abstract Mimivirus is the prototype of the Mimiviridae family of giant dsDNA viruses. Little is known about the organization of the 1.2 Mb genome inside the membrane-limited nucleoid filling the ∼0.5 µm icosahedral capsids. Cryo-electron microscopy, cryo-electron tomography and proteomics revealed that it is encased into a ∼30 nm diameter helical protein shell surprisingly composed of two GMC-type oxidoreductases, which also form the glycosylated fibrils decorating the capsid. The genome is arranged in 5- or 6-start left-handed super-helices, with each DNA-strand lining the central channel. This luminal channel of the nucleoprotein fiber is wide enough to accommodate oxidative stress proteins and RNA polymerase subunits identified by proteomics. Such elegant supramolecular organization would represent a remarkable evolutionary strategy for packaging and protecting the genome, in a state ready for immediate transcription upon unwinding in the host cytoplasm. The parsimonious use of the same protein in two unrelated substructures of the virion is unexpected for a giant virus with thousand genes at its disposal. One-Sentence Summary Mimivirus genome organization in the icosahedral virion.

Summary paragraph Sexual reproduction of Toxoplasma gondii , which is restricted to the small intestine of felids, is sparsely documented, due to ethical concerns surrounding the use of cats as model organisms. Chromatin modifiers dictate the developmental fate of the parasite during its multistage life cycle, but their targeting to stage-specific cistromes is poorly described 1 . In this study, we found that transcription factors AP2XII-1 and AP2XI-2, expressed in tachyzoite stage that causes acute toxoplasmosis, can silence genes necessary for merozoites, a developmental stage critical for sexual commitment and transmission to the next host, including humans. Their conditional and simultaneous depletion leads to a drastic change in the transcriptional program, promoting a complete transition from tachyzoites to merozoites. Pre-gametes produced in vitro under these conditions are characterized by specific protein markers and undergo typical asexual endopolygenic division cycles. In tachyzoites, AP2XII-1 and AP2XI-2 bind DNA as heterodimers at merozoite promoters and recruit the epigenitors MORC and HDAC3 1 , which in turn restrict the accessibility of chromatin to the transcriptional machinery. Thus, the commitment to merogony stems from a profound epigenetic rewiring orchestrated by AP2XII-1 and AP2XI-2. This effective in vitro culture of merozoites paves the way to explore Toxoplasma sexual reproduction without the need to infect kittens and has potential for the development of therapeutics to block parasite transmission.

Abstract In previous publications, it was hypothesized that Micrarchaeota cells are covered by two individual membrane systems. This study proofs that at least the recently cultivated “ Candidatus Micrarchaeum harzensis A_DKE” possesses an S-layer covering its cytoplasmic membrane. The potential S-layer protein was found to be among the proteins with the highest abundance in A_DKE and in silico characterization of its primary structure indicated homologies to other known S-layer proteins. Homologs of this protein were found in other Micrarchaeota genomes, which raises the question, whether the ability to form an S-layer is a common trait within this phylum. The S-layer protein seems to be glycosylated and the Micrarchaeum expresses genes for N-glycosylation under cultivation conditions, despite not being able to synthesize carbohydrates. Electron micrographs of freeze-etched samples of a previously described co-culture, containing Micrarchaeum A_DKE and a Thermoplasmatales member as its host organism, verified the hypothesis of an S-layer on the surface of A_DKE. Both organisms are clearly distinguishable by cell size, shape and surface structure.

Abstract Despite the existence of a preventive vaccine, chronic infection with Hepatitis B virus (HBV) affects more than 250 million people and represents a major global cause of hepatocellular carcinoma (HCC) worldwide. Current clinical treatments, in most of cases, do not eliminate viral genome that persists as a DNA episome in the nucleus of hepatocytes and constitutes a stable template for the continuous expression of viral genes. Several studies suggest that, among viral factors, the HBV core protein (HBc), well-known for its structural role in the cytoplasm, could have critical regulatory functions in the nucleus of infected hepatocytes. To elucidate these functions, we performed a proteomic analysis of HBc-interacting host-factors in the nucleus of differentiated human hepatocytes. The HBc interactome was found to consist primarily of RNA-binding proteins (RBPs), which are involved in various aspects of mRNA metabolism. Among them, we focused our studies on SRSF10, a RBP that was previously shown to regulate alternative splicing in a phosphorylation-dependent manner and to control stress and DNA damage responses, as well as viral replication. Functional studies combining SRSF10 knockdown and a pharmacological inhibitor of SRSF10 phosphorylation (1C8) showed that SRSF10 behaves as a restriction factor that regulates HBV RNAs levels and that its dephosphorylated form is likely responsible for the anti-viral effect. Surprisingly, neither SRSF10 knock-down nor 1C8 treatment modified the splicing of HBV RNAs but rather modulated the level of nascent HBV RNA. Altogether, our work suggests that in the nucleus of infected cells HBc interacts with multiple RBPs that regulate viral RNA metabolism. Our identification of SRSF10 as a new anti-HBV restriction factor offers new perspectives for the development of new host-targeted antiviral strategies. Author Summary Chronic infection with Hepatitis B virus (HBV) affects more than 250 millions of people world-wide and is a major global cause of liver cancer. Current treatments lead to a significant reduction of viremia in patients. However, viral clearance is rarely obtained and the persistence of the HBV genome in the hepatocyte’s nucleus generates a stable source of viral RNAs and subsequently proteins which play important roles in immune escape mechanisms and liver disease progression. Therapies aiming at efficiently and durably eliminating viral gene expression are still required. In this study, we identified the nuclear partners of the HBV Core protein (HBc) to understand how this structural protein, responsible for capsid assembly in the cytoplasm, could also regulate viral gene expression. The HBc interactome was found to consist primarily of RNA-binding proteins (RBPs). One of these RBPs, SRSF10, was demonstrated to restrict HBV RNA levels and a drug, able to alter its phosphorylation, behaved as an antiviral compound capable of reducing viral gene expression. Altogether, this study sheds new light novel regulatory functions of HBc and provides information relevant for the development of antiviral strategies aiming at preventing viral gene expression.

Abstract In photosynthetic organisms light acts as an environmental signal to control their development and physiology, and as energy source to drive the conversion of CO 2 into carbohydrates used for growth or storage. The main storage carbohydrate in green algae is starch, which accumulates during the day and is broken down at night to meet cellular energy demands. The signalling role of light quality in the regulation of starch accumulation remains unexplored. Here, we report that in the model green alga Chlamydomonas reinhardtii blue light perceived by the photoreceptor PHOTOTROPIN causes dephosphorylation of the PHOTOTROPIN-MEDIATED SIGNALLING KINASE 1 that then suppresses starch accumulation by inhibiting the expression of GLYCERALDEHYDE-3-PHOSPHATE DEHYDROGENASE. Our results provide an in-depth view of how photoreceptor-mediated signalling controls microalgal carbon metabolism. One-Sentence Summary Blue light perception by PHOTOTROPIN triggers kinase-mediated signaling to inhibit starch accumulation in the green alga Chlamydomonas .