Structural analysis of an HIV antibody reveals residues important for neutralization breadth and potency.

Broadly neutralizing antibodies (bNAbs) to HIV-1 envelope glycoprotein (Env) can prevent infection in animal models. Characterized bNAb targets, although key to vaccine and therapeutic strategies, are currently limited. We defined a new site of vulnerability by solving structures of bNAb 8ANC195 complexed with monomeric gp120 by X-ray crystallography and trimeric Env by electron microscopy. The site includes portions of gp41 and N-linked glycans adjacent to the CD4-binding site on gp120, making 8ANC195 the first donor-derived anti-HIV-1 bNAb with an epitope spanning both Env subunits. Rather than penetrating the glycan shield by using a single variable-region CDR loop, 8ANC195 inserted its entire heavy-chain variable domain into a gap to form a large interface with gp120 glycans and regions of the gp120 inner domain not contacted by other bNAbs. By isolating additional 8ANC195 clonal variants, we identified a more potent variant, which may be valuable for therapeutic approaches using bNAb combinations with nonoverlapping epitopes.

Abstract To combat future SARS-CoV-2 variants and spillovers of SARS-like betacoronaviruses (sarbecoviruses) threatening global health, we designed mosaic nanoparticles presenting randomly-arranged sarbecovirus spike receptor-binding domains (RBDs) to elicit antibodies against conserved/relatively-occluded, rather than variable/immunodominant/exposed, epitopes. We compared immune responses elicited by mosaic-8 (SARS-CoV-2 and seven animal sarbecoviruses) and homotypic (only SARS-CoV-2) RBD-nanoparticles in mice and macaques, observing stronger responses elicited by mosaic-8 to mismatched (not on nanoparticles) strains including SARS-CoV and animal sarbecoviruses. Mosaic-8 immunization showed equivalent neutralization of SARS-CoV-2 variants including Omicron and protected from SARS-CoV-2 and SARS-CoV challenges, whereas homotypic SARS-CoV-2 immunization protected only from SARS-CoV-2 challenge. Epitope mapping demonstrated increased targeting of conserved epitopes after mosaic-8 immunization. Together, these results suggest mosaic-8 RBD-nanoparticles could protect against SARS-CoV-2 variants and future sarbecovirus spillovers.

SUMMARY Immunization with mosaic-8b [60-mer nanoparticles presenting 8 SARS-like betacoronavirus (sarbecovirus) receptor-binding domains (RBDs)] elicits more broadly cross-reactive antibodies than homotypic SARS-CoV-2 RBD-only nanoparticles and protects against sarbecoviruses. To investigate original antigenic sin (OAS) effects on mosaic-8b efficacy, we evaluated effects of prior COVID-19 vaccinations in non-human primates and mice on sarbecovirus response breadths elicited by mosaic-8b, admix-8b (8 homotypics), and homotypic SARS-CoV-2, finding greatest cross-reactivity for mosaic-8b. As demonstrated by molecular fate-mapping in which antibodies derived from specific cohorts of B cells are differentially detected, B cells primed by WA1 spike mRNA-LNP dominated antibody responses after RBD-nanoparticle boosting. While mosaic-8b- and homotypic-nanoparticles boosted cross-reactive antibodies, de novo antibodies were predominantly induced with mosaic-8b boosting, and these were specific for variant RBDs with increased identity to RBDs on mosaic-8b. These results inform OAS mechanisms and support using mosaic-8b to protect COVID-19 vaccinated/infected humans against as-yet-unknown SARS-CoV-2 variants and animal sarbecoviruses with human spillover potential.

Summary Passive transfer of broadly neutralizing anti-HIV-1 antibodies (bNAbs) protects against infection, and therefore eliciting bNAbs by vaccination is a major goal of HIV-1 vaccine efforts. bNAbs that target the CD4-binding site (CD4bs) on HIV-1 Env are among the most broadly active, but to date, responses elicited against this epitope in vaccinated animals have lacked potency and breadth. We hypothesized that CD4bs bNAbs resembling the antibody IOMA might be easier to elicit than other CD4bs antibodies that exhibit higher somatic mutation rates, a difficult-to-achieve mechanism to accommodate Env’s N276 gp120 N-glycan, and rare 5-residue light chain complementarity determining region 3s (CDRL3s). As an initial test of this idea, we developed IOMA germline-targeting Env immunogens and evaluated a sequential immunization regimen in transgenic mice expressing germline-reverted IOMA. These mice developed CD4bs epitope-specific responses with heterologous neutralization, and cloned antibodies overcame neutralization roadblocks including accommodating the N276 gp120 glycan, with some neutralizing selected HIV-1 strains more potently than IOMA. The immunization regimen also elicited CD4bs-specific responses in animals containing polyclonal antibody repertoires. Thus, germline-targeting of IOMA-class antibody precursors represents a potential vaccine strategy to induce CD4bs bNAbs.

4,4'-Azo-1,2,4-triazole (atrz) is a new high nitrogen energetic material with high energy density, high gas yield and wide application prospects, but the low synthesis temperature and long time are the main reasons limiting its application. To achieve efficient synthesis of atrz, the double drop synthesis method was designed to solve the problem of unstable concentration of oxidant (HClO) due to batch feeding. The reaction temperature, reaction time, and molar ratio of reactants of n(4-amino-1,2,4-triazole):n(ClO−) were studied and optimized using the single factor variable method; Characterization and analysis of atrz using theoretical calculations with elemental analysis, infrared spectroscopy, crystal morphology, and nuclear magnetic resonance; The thermal properties and stability of atrz were tested and analyzed using TG-DTA. The results showed that the reaction time of the double drop synthesis method was shortened from 5 hours to 1.5 hours under the conditions of similar yield, and the efficiency was increased by 2.3 times. The optimized process was a reaction temperature of 5°C-10°C, reaction time of 1.5 hours, n(4-amino-1,2,4-triazole):n(ClO−) of 1:2, and the yield reached 73%. The product was white, needle-like crystals, which were determined to be atrz by means of characterization and theoretical calculations. Atrz's decomposition peak temperature is 309.0°C, and when the temperature is below 271.7°C, atrz is thermally stable. The activation energies of atrz calculated by Kissinger and Flynn-Wall-Ozawa methods were 195.0 kJ·mol−1 and 194.6 kJ·mol−1.

Abstract Mosquito midgut epithelium traversal is an essential component of transmission of malaria parasites. Phospholipid flippases are eukaryotic type IV ATPases (P4-ATPases), which in association with CDC50 cofactors, translocate phospholipids across lipid bilayers to maintain the membrane asymmetry. In this study, we investigated the function of a putative P4-ATPase, ATP7, from the rodent malaria parasite P. yoelii . Disruption of ATP7 results in block of parasite infection of mosquitoes. ATP7 is localized on the ookinete plasma membrane. While ATP7-depleted ookinetes are motile and capable of invading the midgut, they are quickly eliminated within the epithelial cells by a process that is independent from the mosquito complement-like immunity. ATP7 colocalizes and interacts with the flippase co-factor CDC50C. Importantly, depletion of CDC50C phenocopies ATP7 deficiency. ATP7-depleted ookinetes fail to translocate phosphatidylcholine (PC) across the plasma membrane, resulting in PC exposure at the ookinete surface. Lastly, ookinete microinjection into the mosquito hemocoel reverses the ATP7 deficiency phenotype. Our study identifies Plasmodium flippase as a novel mechanism of parasite survival in the midgut epithelium that is required for mosquito transmission.

Withdrawal Statement The authors have withdrawn their manuscript owing to data ambiguity. Therefore, the authors do not wish this work to be cited as a reference for the project. If you have any questions, please contact the corresponding author.

Marine microorganisms are a treasure trove of natural products, especially those in extreme marine environments, which may produce novel natural products. Herein, biosynthetic gene cluster analysis combined with an integrated metabolomic strategy incorporating matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS), nuclear magnetic resonance (NMR), and liquid chromatography–mass spectrometry/mass spectrometry (LC-MS/MS) based Global Natural Products Social Molecular Networking (GNPS) was used to discover new compounds from the Mariana trench anemone-derived fungus Hamigera ingelheimensis MSC5. As a result, 12 new cyclic pentapeptides, avellanins D–O (1–12), were isolated, together with a known cyclic pentapeptide avellanin C (13). All the structures and absolute configurations were elucidated using NMR, mass spectrometry, X-ray diffraction analysis, and Marfey's method. A plausible biosynthetic pathway for the avellanins was proposed based on the gene cluster analysis of H. ingelheimensis MSC5. Bioassay revealed that compound 6 exhibited potent antimalarial activity with an IC50 value of 0.19 ± 0.09 μM.