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 We generated several versions of the receptor binding domain (RBD) of the Spike protein with mutations existing within newly emerging variants from South Africa and Brazil. We found that the mutant RBD with K417N, E484K, and N501Y exchanges has higher binding affinity to the human receptor compared to the wildtype RBD. This mutated version of RBD also completely abolishes the binding to a therapeutic antibody, Bamlanivimab, in vitro .

Abstract Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is causing a world-wide pandemic. A variant of SARS-COV-2 (20I/501Y.V1) recently discovered in the United Kingdom has a single mutation from N501 to Y501 within the receptor binding domain (Y501-RBD), of the Spike protein of the virus. This variant is much more contagious than the original version (N501-RBD). We found that this mutated version of RBD binds to human Angiotensin Converting Enzyme 2 (ACE2) a ~10 times more tightly than the native version (N501-RBD). Modeling analysis showed that the N501Y mutation would allow a potential aromatic ring-ring interaction and an additional hydrogen bond between the RBD and ACE2. However, sera from individuals immunized with the Pfizer-BioNTech vaccine still efficiently block the binding of Y501-RBD to ACE2 though with a slight compromised manner by comparison with their ability to inhibit binding to ACE2 of N501-RBD. This may raise the concern whether therapeutic anti-RBD antibodies used to treat COVID-19 patients are still efficacious. Nevertheless, a therapeutic antibody, Bamlanivimab, still binds to the Y501-RBD as efficiently as its binds to N501-RBD.

More than 30% of genes in higher eukaryotes are regulated by promoter-proximal pausing of RNA polymerase II (Pol II). Phosphorylation of Pol II-CTD by positive transcription elongation factor (P-TEFb) is a necessary precursor event that enables productive transcription elongation. The exact mechanism on how the sequestered P-TEFb is released from the 7SK snRNP complex and recruited to Pol II-CTD remains unknown. In this report, we reveal methylphosphate capping enzyme (MePCE), a core component of the 7SK snRNP complex, as the cognate substrate for Jumonji domain-containing 6 (JMJD6)’s novel proteolytic function. Our evidences consist of a crystal structure of JMJD6 bound to methyl-arginine, enzymatic assays of JMJD6 cleaving MePCE in vivo and in vitro, binding assays, and downstream effects of Jmjd6 knockout and overexpression on Pol II-CTD phosphorylation. We propose that JMJD6 assists bromodomain containing 4 (BRD4) to recruit P-TEFb to Pol II-CTD by disrupting the 7SK snRNP complex.

Abstract Memory T cells respond rapidly in part because they are less reliant on heightened levels of costimulatory molecules. This presents challenges to silencing memory T cells in tolerance strategies for autoimmunity or allergy. We find that memory CD4 T cells generated by infection or immunisation survive secondary activation with antigen delivered without adjuvant, regardless of their location in secondary lymphoid organs or peripheral tissues. These cells were, however, functionally altered following a tertiary immunisation with antigen and adjuvant, proliferating poorly but maintaining their ability to produce inflammatory cytokines. Transcriptional and cell cycle analysis of these memory CD4 T cells suggest they are unable to commit fully to cell division potentially because of low expression of DNA repair enzymes. In contrast, these memory CD4 T cells could proliferate following tertiary reactivation by viral re-infection. These data suggest that tolerance induction in memory CD4 T cells is partial and can be reversed.

Abstract Genetic mutations lead to the production of mutated proteins from which peptides are presented to T cells as cancer neoantigens. Evidence suggests that T cells that target neoantigens are the main mediators of effective cancer immunotherapies. Although algorithms have been used to predict neoantigens, only a minority are immunogenic. The factors that influence neoantigen immunogenicity are not completely understood. Here, we classified human neoantigen/neopeptide data into three categories based on their TCR-pMHC binding events. We observed a conservative mutant orientation of the anchor residue from immunogenic neoantigens which we termed the “NP” rule. By integrating this rule with an existing prediction algorithm, we found improved performance in neoantigen prioritization. To better understand this rule, we solved several neoantigen/MHC structures. These structures showed that neoantigens that follow this rule not only increase peptide-MHC binding affinity but also create new TCR-binding features. These molecular insights highlight the value of immune-based classification in neoantigen studies and may enable the design of more effective cancer immunotherapies.