SummaryBackgroundSchool closures have occurred globally during the COVID-19 pandemic. However, empiric data on transmission of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) among children and in educational settings are scarce. In Australia, most schools have remained open during the first epidemic wave, albeit with reduced student physical attendance at the epidemic peak. We examined SARS-CoV-2 transmission among children and staff in schools and early childhood education and care (ECEC) settings in the Australian state of New South Wales (NSW).MethodsLaboratory-confirmed paediatric (aged ≤18 years) and adult COVID-19 cases who attended a school or ECEC setting while considered infectious (defined as 24 h before symptom onset based on national guidelines during the study period) in NSW from Jan 25 to April 10, 2020, were investigated for onward transmission. All identified school and ECEC settings close contacts were required to home quarantine for 14 days, and were monitored and offered SARS-CoV-2 nucleic acid testing if symptomatic. Enhanced investigations in selected educational settings included nucleic acid testing and SARS-CoV-2 antibody testing in symptomatic and asymptomatic contacts. Secondary attack rates were calculated and compared with state-wide COVID-19 rates.Findings15 schools and ten ECEC settings had children (n=12) or adults (n=15) attend while infectious, with 1448 contacts monitored. Of these, 633 (43·7%) of 1448 had nucleic acid testing, or antibody testing, or both, with 18 secondary cases identified (attack rate 1·2%). Five secondary cases (three children; two adults) were identified (attack rate 0·5%; 5/914) in three schools. No secondary transmission occurred in nine of ten ECEC settings among 497 contacts. However, one outbreak in an ECEC setting involved transmission to six adults and seven children (attack rate 35·1%; 13/37). Across all settings, five (28·0%) of 18 secondary infections were asymptomatic (three infants [all aged 1 year], one adolescent [age 15 years], and one adult).InterpretationSARS-CoV-2 transmission rates were low in NSW educational settings during the first COVID-19 epidemic wave, consistent with mild infrequent disease in the 1·8 million child population. With effective case-contact testing and epidemic management strategies and associated small numbers of attendances while infected, children and teachers did not contribute significantly to COVID-19 transmission via attendance in educational settings. These findings could be used to inform modelling and public health policy regarding school closures during the COVID-19 pandemic.FundingNSW Government Department of Health.

Abstract The recent discovery of the type III-E CRISPR-Cas effector class has reshaped our fundamental understanding of CRISPR-Cas evolution and classification. Type III-E effectors are composed of several Cas7-like domains and a single Cas11-like domain naturally fused together to create a single polypeptide capable of programmably targeting and degrading RNA. Here we identify a novel composition of a type III-E-like effector composed of Cas7-like and a Cas1-like domain, that can be engineered into an active chimeric RNA-targeting Cas effector and presents a new function of Cas1 in RNA-targeting. Furthermore, we demonstrate a unique modularity of type III-E effectors by methodically substituting domains between orthogonal type III-E proteins to engineer compact synthetic Cas effectors. We refine our methods to generate several compact effectors for programmable RNA-targeting in mammalian cells. Cas7-S represents a new understanding of type III-E architecture and modularity, and provides a platform for engineering genome engineering technologies from the blueprint of nature.

Escalating vector disease burdens pose significant global health risks, so innovative tools for targeting mosquitoes are critical. We engineered an antiviral strategy termed REAPER (vRNA Expression Activates Poisonous Effector Ribonuclease) that leverages the programmable RNA-targeting capabilities of CRISPR Cas13 and its potent collateral activity. Akin to a stealthy Trojan Horse hiding in stealth awaiting the presence of its enemy, REAPER remains concealed within the mosquito until an infectious blood meal is up taken. Upon target viral RNA infection, REAPER activates, triggering programmed destruction of its target arbovirus such as chikungunya. Consequently, Cas13 mediated RNA targeting significantly reduces viral replication and its promiscuous collateral activity can even kill infected mosquitoes. This innovative REAPER technology adds to an arsenal of effective molecular genetic tools to combat mosquito virus transmission.

Each year, hundreds of millions of people are infected with arboviruses such as dengue, yellow fever, chikungunya, and Zika, which are all primarily spread by the notorious mosquito Aedes aegypti. Traditional control measures have proven insufficient, necessitating innovations. In response, here we generate a next generation CRISPR-based precision-guided sterile insect technique (pgSIT) for Aedes aegypti that disrupts genes essential for sex determination and fertility, producing predominantly sterile males that can be deployed at any life stage. Using mathematical models and empirical testing, we demonstrate that released pgSIT males can effectively compete with, suppress, and eliminate caged mosquito populations. This versatile species-specific platform has the potential for field deployment to control wild populations, safely curtailing disease transmission.

Type III-E CRISPR-Cas effectors, of which Cas7-11 is the first, are single proteins that cleave target RNAs without nonspecific collateral cleavage, opening new possibilities for RNA editing. Biochemical experiments combined with amide hydrogen-deuterium exchange (HDX-MS) experiments provide a first glimpse of the conformational dynamics of apo Cas7-11. HDX-MS revealed the backbone comprised of the four Cas7 zinc-binding RRM folds are well-folded but insertion sequences are highly dynamic and fold upon binding crRNA. The crRNA causes folding of disordered catalytic loops and β-hairpins, stronger interactions at domain-domain interfaces, and folding of the Cas7.1 processing site. Target RNA binding causes only minor ordering around the catalytic loops of Cas7.2 and Cas7.3. We show that Cas7-11 cannot fully process the CRISPR array and that binding of partially processed crRNA induces multiple states in Cas7-11 and reduces target RNA cleavage. The insertion domain shows the most ordering upon binding of mature crRNA. Finally, we show a crRNA-induced conformational change in one of the TPR-CHAT binding sites providing an explanation for why crRNA binding facilitates TPR-CHAT binding. The results provide the first glimpse of the apo state of Cas7-11 and reveal how its structure and function are regulated by crRNA binding.