During the evolution of SARS-CoV-2 in humans, a D614G substitution in the spike glycoprotein (S) has emerged; virus containing this substitution has become the predominant circulating variant in the COVID-19 pandemic1. However, whether the increasing prevalence of this variant reflects a fitness advantage that improves replication and/or transmission in humans or is merely due to founder effects remains unknown. Here we use isogenic SARS-CoV-2 variants to demonstrate that the variant that contains S(D614G) has enhanced binding to the human cell-surface receptor angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), increased replication in primary human bronchial and nasal airway epithelial cultures as well as in a human ACE2 knock-in mouse model, and markedly increased replication and transmissibility in hamster and ferret models of SARS-CoV-2 infection. Our data show that the D614G substitution in S results in subtle increases in binding and replication in vitro, and provides a real competitive advantage in vivo—particularly during the transmission bottleneck. Our data therefore provide an explanation for the global predominance of the variant that contains S(D614G) among the SARS-CoV-2 viruses that are currently circulating. A SARS-CoV-2 variant containing a D614G substitution in the spike protein shows enhanced binding to human ACE2, increased replication in human cell cultures and a competitive advantage in animal models of infection.

Abstract During the evolution of SARS-CoV-2 in humans a D614G substitution in the spike (S) protein emerged and became the predominant circulating variant (S-614G) of the COVID-19 pandemic 1 . However, whether the increasing prevalence of the S-614G variant represents a fitness advantage that improves replication and/or transmission in humans or is merely due to founder effects remains elusive. Here, we generated isogenic SARS-CoV-2 variants and demonstrate that the S-614G variant has (i) enhanced binding to human ACE2, (ii) increased replication in primary human bronchial and nasal airway epithelial cultures as well as in a novel human ACE2 knock-in mouse model, and (iii) markedly increased replication and transmissibility in hamster and ferret models of SARS-CoV-2 infection. Collectively, our data show that while the S-614G substitution results in subtle increases in binding and replication in vitro , it provides a real competitive advantage in vivo , particularly during the transmission bottle neck, providing an explanation for the global predominance of S-614G variant among the SARS-CoV-2 viruses currently circulating.

Abstract The early Omicron lineage variants evolved and gave rise to diverging lineages that fueled the COVID-19 pandemic in 2022. Bivalent mRNA vaccines, designed to broaden protection against circulating and future variants, were authorized by the U.S. Food and Drug Administration (FDA) in August 2022 and recommended by the U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) in September 2022. The impact of bivalent vaccination on eliciting neutralizing antibodies against homologous BA.4/BA.5 viruses as well as emerging heterologous viruses needs to be analyzed. In this study, we analyze the neutralizing activity of sera collected after a third dose of vaccination (2-6 weeks post monovalent booster) or a fourth dose of vaccination (2-7 weeks post bivalent booster) against 10 predominant/recent Omicron lineage viruses including BA.1, BA.2, BA.5, BA.2.75, BA.2.75.2, BN.1, BQ.1, BQ.1.1, XBB, and XBB.1. The bivalent booster vaccination enhanced neutralizing antibody titers against all Omicron lineage viruses tested, including a 10-fold increase in neutralization of BQ.1 and BQ.1.1 viruses that predominated in the U.S. during the last two months of 2022. Overall, the data indicate the bivalent vaccine booster strengthens protection against Omicron lineage variants that evolved from BA.5 and BA.2 progenitors.

Introductory The evolution of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has resulted in the emergence of many new variant lineages that have exacerbated the COVID-19 pandemic. Some of those variants were designated as variants of concern/interest (VOC/VOI) by national or international authorities based on many factors including their potential impact on vaccines. To ascertain and rank the risk of VOCs and VOIs, we analyzed their ability to escape from vaccine-induced antibodies. The variants showed differential reductions in neutralization and replication titers by post-vaccination sera. Although the Omicron variant showed the most escape from neutralization, sera collected after a third dose of vaccine (booster sera) retained moderate neutralizing activity against that variant. Therefore, vaccination remains the most effective strategy to combat the COVID-19 pandemic.

Abstract Coinfection with severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and other viruses is inevitable as the COVID-19 pandemic continues. This study aimed to evaluate cell lines commonly used in virus diagnosis and isolation for their susceptibility to SARS-CoV-2. While multiple kidney cell lines from monkeys were susceptible and permissive to SARS-CoV-2, many cell types derived from human, dog, mink, cat, mouse, or chicken were not. Analysis of MDCK cells, which are most commonly used for surveillance and study of influenza viruses, demonstrated that they were insusceptible to SARS-CoV-2 and that the cellular barrier to productive infection was due to low expression level of the angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) receptor and lower receptor affinity to SARS-CoV-2 spike, which could be overcome by over-expression of canine ACE2 in trans. Moreover, SARS-CoV-2 cell tropism did not appear to be affected by a D614G mutation in the spike protein.