SUMMARY SARS-CoV-2 can cause a range of symptoms in infected individuals, from mild respiratory illness to acute respiratory distress syndrome. A systematic understanding of the host factors mediating viral infection or restriction is critical to elucidate SARS-CoV-2 host-pathogen interactions and the progression of COVID-19. To this end, we conducted genome-wide CRISPR knockout and activation screens in human lung epithelial cells with endogenous expression of the SARS-CoV-2 entry factors ACE2 and TMPRSS2. These screens uncovered proviral and antiviral host factors across highly interconnected host pathways, including components implicated in clathrin transport, inflammatory signaling, cell cycle regulation, and transcriptional and epigenetic regulation. We further identified mucins, a family of high-molecular weight glycoproteins, as a prominent viral restriction network. We demonstrate that multiple membrane-anchored mucins are critical inhibitors of SARS-CoV-2 entry and are upregulated in response to viral infection. This functional landscape of SARS-CoV-2 host factors provides a physiologically relevant starting point for new host-directed therapeutics and suggests interactions between SARS-CoV-2 and airway mucins of COVID-19 patients as a host defense mechanism.

Maintaining proteome health is important for cell survival. Nucleic acids possess the ability to prevent aggregation up to 300-fold more efficiently than traditional chaperone proteins. In this study, we explore the sequence specificity of the chaperone activity of nucleic acids. Evaluating over 500 nucleic acid sequences effects on aggregation, we demonstrate that the holdase chaperone effect of nucleic acids is highly sequence dependent. Quadruplexes are found to have especially potent effects on aggregation with many different proteins via quadruplex:protein oligomerization. These observations contextualize recent reports of quadruplexes playing important roles in aggregation-related diseases, such as Fragile X and Amyotrophic lateral sclerosis (ALS).

Mitochondrial genome expression is important for cellular bioenergetics. How mitochondrial RNA processing and translation are spatially organized across dynamic mitochondrial networks is not well understood. Here, we report that processed mitochondrial RNAs are consolidated with mitoribosome components into translation hubs distal to either nucleoids or processing granules in human cells. During stress, these hubs are remodeled into translationally repressed mesoscale bodies containing messenger, ribosomal, and double-stranded RNA. We show that the highly conserved helicase SUV3 contributes to the distribution of processed RNA within mitochondrial networks, and that stress bodies form downstream of proteostatic stress in cells lacking SUV3 unwinding activity. We propose that the spatial organization of nascent chain synthesis into discrete domains serves to throttle the flow of genetic information in stress to ensure mitochondrial quality control.