Abstract Plasmodium falciparum , the causative agent of human malaria, is an apicomplexan parasite with a complex, multi-host life cycle. Sixty percent of transcripts from its extreme AT-rich (81%) genome possess coding polyadenosine (polyA) runs, distinguishing the parasite from its hosts and other sequenced organisms. Recent studies indicate that transcripts with polyA runs encoding poly-lysine are hot spots for ribosome stalling and frameshifting, eliciting mRNA surveillance pathways and attenuating protein synthesis in the majority of prokaryotic and eukaryotic organisms. Here, we show that the P. falciparum translational machinery is paradigm-breaking. Using bioinformatic and biochemical approaches, we demonstrate that both endogenous genes and reporter sequences containing long polyA runs are efficiently and accurately transcribed and translated in P. falciparum cells. Translation of polyA tracks in the parasite does not elicit any response from mRNA surveillance pathways usually seen in host human cells or organisms with similar AT content. The translation efficiency and accuracy of the parasite protein synthesis machinery reveals a unique role of ribosomes in the evolution and adaptation of P. falciparum to an AU-rich transcriptome and polybasic amino sequences. Finally, we show that the ability of P. falciparum to synthesize long poly-lysine repeats has given this parasite a unique protein exportome and an advantage in infectivity that can be suppressed by addition of exogenous poly-basic polymers.

SARS-CoV-2 is a positive-sense single-stranded RNA virus that has exploded throughout the global human population. This pandemic coronavirus strain has taken scientists and public health researchers by surprise and knowledge of its basic biology (e.g. structure/function relationships in its genomic, messenger and template RNAs) and modes for therapeutic intervention lag behind that of other human pathogens. In this report we used a recently-developed bioinformatics approach, ScanFold, to deduce the RNA structural landscape of the SARS-CoV-2 transcriptome. We recapitulate known elements of RNA structure and provide a model for the folding of an essential frameshift signal. Our results find that the SARS-CoV-2 is greatly enriched in unusually stable and likely evolutionarily ordered RNA structure, which provides a huge reservoir of potential drug targets for RNA-binding small molecules. Our results also predict regions that are accessible for intermolecular interactions, which can aid in the design of antisense therapeutics. All results are made available via a public database (the RNAStructuromeDB) where they may hopefully drive drug discovery efforts to inhibit SARS-CoV-2 pathogenesis.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

The MYC gene encodes a human transcription factor and proto-oncogene that is dysregulated in over half of all known cancers. To better understand potential post-transcriptional regulatory features affecting MYC expression, we analyzed secondary structure in the MYC mRNA using a program that is optimized for finding small locally-folded motifs with a high propensity for function. This was accomplished by calculating folding metrics across the MYC sequence using a sliding analysis window and generating unique consensus base pairing models weighted by their lower-than-random predicted folding energy. A series of 30 motifs were identified, primarily in the 5' and 3' untranslated regions, which show evidence of structural conservation and compensating mutations across vertebrate MYC homologs. This analysis was able to recapitulate known elements found within an internal ribosomal entry site, as well as discover a novel element in the 3' UTR that is unusually stable and conserved. This novel motif was shown to affect MYC expression: likely via modulation of miRNA target accessibility. In addition to providing basic insights into mechanisms that regulate MYC expression, this study provides numerous, potentially druggable RNA targets for the MYC gene, which is considered “undruggable” at the protein level.

The effect of macromolecular crowding on the structure and function of Escherichia coli prolyl-tRNA synthetase (Ec ProRS) has been investigated using a combined experimental and theoretical method. Ec ProRS is a multi-domain enzyme; coupled-domain dynamics is essential for efficient catalysis. To gain an insight into the mechanistic detail of the crowding effect, kinetic studies were conducted with varying concentrations and sizes of crowders. In parallel, spectroscopic and quantum chemical studies were employed to probe the "soft-interactions" between crowders and protein side chains. Finally, the dynamics of the dimeric protein was examined in the presence of crowders using a long-duration (70 ns) classical molecular dynamic simulations. The results of the simulations revealed a significant shift in the conformational ensemble, which is consistent with the "soft-interactions" model of the crowding effect and explained the observed alteration in kinetic parameters. Collectively, the present study demonstrated that the effects of molecular crowding on both conformational dynamics and catalytic function, are correlated. This is the first report where molecular crowding has been found to impact the conformational ensemble in the multi-domain Ec ProRS, a member of aminoacyl-tRNA synthetase family, which is central to protein synthesis in all living cells. The present study affirmed that the effect of crowders should be considered while investigating the structure-dynamics-function relationship in modular enzymes.

Abstract An analysis that combined bioinformatics, comparative sequence/structural analysis, and experimental assays has been completed on respiratory syncytial virus (RSV). Both the genomic RNA and its reverse complement were studied using the novel bioinformatics pipeline ScanFold, which predicted 49 regions on RSV RNAs that appear to encode functional secondary structures (based on their unusually stable sequence order). Multiple motifs appear to be conserved between RSV and related virus strains, including one region within the F gene, which had a highly favorable overall prediction metric of a paired secondary structure. This motif was subjected to additional experimental analyses using SHAPE analysis to confirm ScanFold predicted secondary structure. In subsequent analysis, RSV F mRNA transcripts were made by in vitro transcription using T7 polymerase and transcripts which relaxed the predicted secondary structure yielded slightly higher mRNA transcripts and protein expression levels as wildtype F. However, using reverse genetics for comparison of viruses containing wildtype or relaxed F suggested that the predicted secondary structures may be critical for RSV replication in cells. To our knowledge, this is the first study to examine conserved RNA structures across multiple RSV strains and may help identify potential therapeutic targets to inhibit.