Immunotherapy failures can result from the highly suppressive tumour microenvironment that characterizes aggressive forms of cancer such as recurrent glioblastoma (rGBM)1,2. Here we report the results of a first-in-human phase I trial in 41 patients with rGBM who were injected with CAN-3110-an oncolytic herpes virus (oHSV)3. In contrast to other clinical oHSVs, CAN-3110 retains the viral neurovirulence ICP34.5 gene transcribed by a nestin promoter; nestin is overexpressed in GBM and other invasive tumours, but not in the adult brain or healthy differentiated tissue4. These modifications confer CAN-3110 with preferential tumour replication. No dose-limiting toxicities were encountered. Positive HSV1 serology was significantly associated with both improved survival and clearance of CAN-3110 from injected tumours. Survival after treatment, particularly in individuals seropositive for HSV1, was significantly associated with (1) changes in tumour/PBMC T cell counts and clonal diversity, (2) peripheral expansion/contraction of specific T cell clonotypes; and (3) tumour transcriptomic signatures of immune activation. These results provide human validation that intralesional oHSV treatment enhances anticancer immune responses even in immunosuppressive tumour microenvironments, particularly in individuals with cognate serology to the injected virus. This provides a biological rationale for use of this oncolytic modality in cancers that are otherwise unresponsive to immunotherapy (ClinicalTrials.gov: NCT03152318 ).

Summary The newly emerging variants of SARS-CoV-2 from India (Delta variant) and South America (Lambda variant) have led to a higher infection rate of either vaccinated or unvaccinated people. We found that sera from Pfizer-BioNTech vaccine remain high reactivity toward the receptor binding domain (RBD) of Delta variant while it drops dramatically toward that of Lambda variant. Interestingly, the overall titer of antibodies of Pfizer-BioNTech vaccinated individuals drops 3-fold after 6 months, which could be one of major reasons for breakthrough infections, emphasizing the importance of potential third boost shot. While a therapeutic antibody, Bamlanivimab, decreases binding affinity to Delta variant by ~20 fold, it fully lost binding to Lambda variant. Structural modeling of complexes of RBD with human receptor, Angiotensin Converting Enzyme 2 (ACE2), and Bamlanivimab suggest the potential basis of the change of binding. The data suggest possible danger and a potential surge of Lambda variant in near future.

ABSTRACT Membrane-bound extracellular vesicles (EVs), secreted by cells from all three domains of life, transport various molecules and act as agents of intercellular communication in diverse environments. Here we demonstrate that EVs produced by a hyperthermophilic and acidophilic archaeon Sulfolobus islandicus carry not only diverse proteins but also chromosomal and plasmid DNA, and can transfer this DNA to recipient cells. Furthermore, we show that EVs can support the heterotrophic growth of Sulfolobus in minimal medium, implicating EVs in carbon and nitrogen fluxes in extreme environments. Finally, our results suggest that, similar to eukaryotes, production of EVs in S. islandicus depends on the archaeal ESCRT machinery. Using synchronized S. islandicus cultures, we show that EV production is linked to cell division and appears to be triggered by increased expression of ESCRT proteins during this cell cycle phase. Using a CRISPR-based knockdown system, we show that archaeal ESCRT-III and AAA+ ATPase Vps4 are required for EV production, whereas archaea-specific component CdvA appears to be dispensable. Collectively, our results suggest that ESCRT-mediated EV biogenesis has deep evolutionary roots, likely predating the divergence of eukaryotes and archaea, and that EVs play an important role in horizontal gene transfer and nutrient cycling in extreme environments.

Abstract Cell cycle regulation is of paramount importance for all forms of life. Here we report that a conserved and essential cell cycle-specific transcription factor (designated as aCcr1) and its viral homologs control cell division in Sulfolobales. We show that the transcription level of accr1 reaches peak during active cell division (D-phase) subsequent to the expression of CdvA, an archaea-specific cell division protein. Cells over-expressing the 58-aa-long RHH (ribbon-helix-helix) family cellular transcription factor as well as the homologs encoded by large spindle-shaped viruses Acidianus two-tailed virus (ATV) and Sulfolobus monocaudavirus 3 (SMV3) display significant growth retardation and cell division failure, manifested as enlarged cells with multiple chromosomes. aCcr1 over-expression results in downregulation of 17 genes (>4-folds) including cdvA . A conserved motif, aCcr1-box, located between the TATA-binding box and the translation initiation site in the promoters of 13 out of the 17 highly repressed genes, is critical for aCcr1 binding. The aCcr1-box is present in the promoters of cdvA genes across Sulfolobales, suggesting that aCcr1-mediated cdvA repression is an evolutionarily conserved mechanism by which archaeal cells dictate cytokinesis progression, whereas their viruses take advantage of this mechanism to manipulate the host cell cycle.

Accurate abundance estimation of species is essential for metagenomic analysis. Although many methods have been developed for classification of metagenomic data and abundance estimation of species, the abundance estimation of species remains challenging due to the ambiguous reads that align equally well to more than one genome. Here, we present Centrifuge+, which introduces unique mapping rate to describe the influence of similarities among species in the reference database when analyzing ambiguous reads. In contrast to the popular Centrifuge, Centrifuge+ improved the accuracy of abundance estimation on simulated reads from 4278 complete prokaryotic genomes.

Abstract Type IV pili (T4P) represent one of the most common varieties of surface appendages in archaea. These filaments, assembled from relatively small pilin proteins, can be many microns long and serve diverse functions, including adhesion, biofilm formation, motility, and intercellular communication. Using cryo-electron microscopy (cryo-EM), we determined atomic structures of two dramatically different T4P from Saccharolobus islandicus REY15A. Unexpectedly, both pili were assembled from the same pilin protein but under different growth conditions. One filament, denoted mono-pilus, conforms to canonical archaeal T4P structures where all subunits are equivalent, whereas in the other filament, the tri-pilus, the same protein exists in three different conformations. The three conformations involve different orientations of the outer immunoglobulin (Ig)-like domains, mediated by a very flexible linker, and all three of these conformations are very different from the single conformation found in the mono-pilus. Remarkably, the outer domains rotate nearly 180° between the mono- and tri-pilus conformations, formally similar to what has been shown for outer domains in bacterial flagellar filaments, despite lack of homology between bacterial flagella and archaeal T4P. Interestingly, both forms of pili require the same ATPase and TadC-like membrane pore for assembly, indicating that the same secretion system can produce structurally very different filaments. However, the expression of the ATPase and TadC genes was significantly different under the conditions yielding mono- and tri-pili. While archaeal T4P are homologs of archaeal flagellar filaments, our results show that in contrast to the rigid supercoil that the flagellar filaments must adopt to serve as helical propellers, archaeal T4P are likely to have fewer constraints on their structure and enjoy more internal degrees of freedom.

An study was was conducted to investigate the effects of dietary(non fibrous carbohydrate) NFC/(neutral detergent fiber)NDF on ruminal bacteria in Karakul sheep. Twelve Karakul sheep were assigned randomly to four dietary treatments of NFC/NDF (0.78, 1.23, 1.61 and 2.00 respectively) as group 1, 2, 3 to 4. The experiment lasted for four periods, period I (1~18 d), II (19~36 d), III (37~54 d) and IV (55~72 d). Ruminal digesta were collected consecutively for three days to measure pH and bacteria per period. The results indicated that the average ruminal pH and amounts of OTUs were decreased with the increase of dietary NFC/NDF for four periods. At phylum level, Bacteroidetes and Firmicutes were the predominant bacteria of four periods, Bacteroidetes were decreased, while the relative abundance of Firmicutes was increased with dietary NFC/NDF for four periods, but the difference wasn't significant (P>0.05). At genus level, the most relative abundance genus was unidentified-Lachnospiraceae which reached the highest in group 3 for four periods, but the difference wasn't significant (P>0.05). Conclusion: ruminal pH and bacteria were decreased with the increase of dietary NFC/NDF and the most dominant bacteria were not change with dietary NFC/NDF and periods in Karakul sheep.

Abstract Summary Metagenomic profiling is one of the primary means of microbiome analysis, which includes classification of sequencing reads and quantification of their relative abundances. Although mang methods have been developed for metagenomic profiling, metagenomic profiling remains challenges on striking a delicate balance between accuracy and runtime as well as assigning the ambiguous reads. Here, we present a novel method, named ReDis, to overcome the above issues. ReDis combines Kraken2 with Minimap2 for aligning sequencing reads against a reference database with hundreds of gigabytes (GB) in size accurately within feasible time, and then uses a novel statistical model to assign the ambiguous reads for producing accurate abundance estimates. In contrast to the popular Kraken2+Bracken, ReDis improved the accuracy of abundance estimation on simulated reads from two highly similar genomes: Escherichia coli and Shigella flexneri . Contact h.guo@foxmail.com or jlsljf0101@126.com

Abstract A long-term of high concentration feeding in ruminants can bring huge economic profits, but it also impose ruminants into great threat of suffering subacute ruminal acidosis (SARA). SARA is a kind of disease which attenuate the health, feed intake and production of ruminants, and when ruminants suffer SARA, the concentration of lipopolysaccharide (LPS) increase largely. Glycyrrhizin is reported to have anti-inflammation effects, and the study was conducted to investigate effects of glycyrrhizin on LPS-induced goat ruminal epithelial cells (GRECs) to provide evidence for using glycyrrhizin as a treatment for SARA. Effects of LPS, and glycyrrhizin on cell viability of GRECs were investigated, respectively. Then GRECs were stimulated with LPS (50 mg/L) for 2 h, and glycyrrhizin were added at the concentration of 0, 50, 75, 100 and 125 mg/L for 24 h to investigate the expression of inflammatory cytokines (by Elisa kits), the mRNA expression of NF-κB and inflammatory cytokines (by qRT-PCR), the distribution of Zo-1 and Occludin (by immunofluorescence staining), the expression of Occludin (by Western blot analysis), and the morphology of GRECs. The results showed that: (1) Glycyrrhizin at the concentration of 50, 75, 100, and 125 mg/L had no cytotoxic effects on GRECs, and LPS at the concentration of 50 mg/L significantly decreased the cell viability of GRECs. (2) Glycyrrhizin attenuated the expression and relative mRNA expression of TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8 and IL-12 by a dose-dependent manner, and significantly attenuated the relative mRNA expression of NF-κB. (3) Immunofluorescence staining and Western blot analysis showed that the quantity of Zo-1 and Occludin, and the expression of Occludin all increased with the treatment of glycyrrhizin. (4) Glycyrrhizin attenuated LPS-induced autophagy and protected the structural integrity of GRECs. In conclusion, glycyrrhizin significantly inhibited the inflammatory response in LPS-stimulated GRECs, and it may be used as a potential agent for the treatment of SARA.