Thymus development, cell by cell The human thymus is the organ responsible for the maturation of many types of T cells, which are immune cells that protect us from infection. However, it is not well known how these cells develop with a full immune complement that contains the necessary variation to protect us from a variety of pathogens. By performing single-cell RNA sequencing on more than 250,000 cells, Park et al. examined the changes that occur in the thymus over the course of a human life. They found that development occurs in a coordinated manner among immune cells and with their developmental microenvironment. These data allowed for the creation of models of how T cells with different specific immune functions develop in humans. Science , this issue p. eaay3224

The emergence of SARS-CoV-2 variants of concern suggests viral adaptation to enhance human-to-human transmission

ABSTRACT A series of SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs) have evolved in humans during the COVID-19 pandemic—Alpha, Beta, Gamma, Delta, and Omicron. Here, we used global proteomic and genomic analyses during infection to understand the molecular responses driving VOC evolution. We discovered VOC-specific differences in viral RNA and protein expression levels, including for N, Orf6, and Orf9b, and pinpointed several viral mutations responsible. An analysis of the host response to VOC infection and comprehensive interrogation of altered virus-host protein-protein interactions revealed conserved and divergent regulation of biological pathways. For example, regulation of host translation was highly conserved, consistent with suppression of VOC replication in mice using the translation inhibitor plitidepsin. Conversely, modulation of the host inflammatory response was most divergent, where we found Alpha and Beta, but not Omicron BA.1, antagonized interferon stimulated genes (ISGs), a phenotype that correlated with differing levels of Orf6. Additionally, Delta more strongly upregulated proinflammatory genes compared to other VOCs. Systematic comparison of Omicron subvariants revealed BA.5 to have evolved enhanced ISG and proinflammatory gene suppression that similarly correlated with Orf6 expression, effects not seen in BA.4 due to a mutation that disrupts the Orf6-nuclear pore interaction. Our findings describe how VOCs have evolved to fine-tune viral protein expression and protein-protein interactions to evade both innate and adaptive immune responses, offering a likely explanation for increased transmission in humans. One sentence summary Systematic proteomic and genomic analyses of SARS-CoV-2 variants of concern reveal how variant-specific mutations alter viral gene expression, virus-host protein complexes, and the host response to infection with applications to therapy and future pandemic preparedness.

SARS-CoV-2 adaptation to humans is evidenced by the emergence of variants of concern (VOCs) with distinct genotypes and phenotypes that facilitate immune escape and enhance transmission frequency. Most recently Omicron subvariants have emerged with heavily mutated spike proteins which facilitate re-infection of immune populations through extensive antibody escape driving replacement of previously-dominant VOCs Alpha and Delta. Interestingly, Omicron is the first VOC to produce distinct subvariants. Here, we demonstrate that later Omicron subvariants, particularly BA.4 and BA.5, have evolved an enhanced capacity to suppress human innate immunity when compared to earliest subvariants BA.1 and BA.2. We find that, like previously dominant VOCs, later Omicron subvariants tend to increase expression of viral innate immune antagonists Orf6 and nucleocapsid. We show Orf6 to be a key contributor to enhanced innate immune suppression during epithelial replication by BA.5 and Alpha, reducing innate immune signaling through IRF3 and STAT1. Convergent VOC evolution of enhanced innate immune antagonist expression suggests common pathways of adaptation to humans and links VOC, and in particular Omicron subvariant, dominance to improved innate immune evasion.

The thymus provides a nurturing environment for the differentiation and selection of T cells, a process orchestrated by their interaction with multiple thymic cell types. We utilised single-cell RNA-sequencing (scRNA-seq) to create a cell census of the human thymus and to reconstruct T-cell differentiation trajectories and T-cell receptor (TCR) recombination kinetics. Using this approach, we identified and located in situ novel CD8aa+ T-cell populations, thymic fibroblast subtypes and activated dendritic cell (aDC) states. In addition, we reveal a bias in TCR recombination and selection, which is attributed to genomic position and suggests later commitment of the CD8+ T-cell lineage. Taken together, our data provide a comprehensive atlas of the human thymus across the lifespan with new insights into human T-cell development.

ABSTRACT The Polycomb machinery is required for the proper orchestration of gene expression by virtue of its critical role in maintaining transcriptional silencing. It is composed of several chromatin modifying complexes, including Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2), which deposits H3K27me2/3. Here, we report the identification of a new cofactor of PRC2, EZHIP (EZH1/2 Inhibitory Protein), expressed predominantly in the gonads. EZHIP limits the enzymatic activity of PRC2 and lessens the interaction between the core complex and its accessory subunits, but does not interfere with PRC2 recruitment to chromatin. Deletion of Ezhip leads to a global increase in H3K27me2/3 deposition both during spermatogenesis and at late stages of oocyte maturation. This alteration of the epigenetic content of mature oocytes does not affect the initial number of follicles but is associated with a reduction of follicles in aging mice. We provide evidences that mature oocytes Ezhip -/- are not fully functional and that fertility is strongly impaired in Ezhip -/- females. Altogether, our study uncovers EZHIP as a novel functional player in the comprehensive chromatin remodeling that occurs in the gonads.

ABSTRACT The influence of Streptococcus pneumoniae metabolism on nasal epithelial interactions is under-explored. We have assessed S. pneumoniae mutations affecting glutamate 5 kinase ( proABC ) and formate tetrahydrofolate reductase ( fhs ). A Pia iron transporter ( piaA ) mutation was added to ensure attenuation in Experimental Human Pneumococcal Challenge (EHPC). Epithelial microinvasion by Δ proABC/piaA and Δ fhs/piaA strains was enhanced compared to wild-type (WT) in EHPC and Detroit 562 cell infection. In primary epithelium, acetylated tubulin and β catenin expression was increased following Δ proABC exposure and uteroglobin expression was increased with Δ fhs exposure. In Detroit 562 cells, WT and Δ proABC infection induced an inflammatory epithelial transcriptomic response. The Δ fhs/piaA strain induced primarily cellular stress/ repair gene responses. Differential caspase 3/7/8 activity appeared linked to pneumococcal pneumolysin activity and hydrogen peroxide secretion. Our findings highlight the broad-ranging effects of single gene mutations in pneumococcal metabolism which underlies the complexity of the differences between seemingly closely related pneumococci. GRAPHICAL ABSTRACT Bacterial transcriptomics revealed profound effects of biosynthesis gene mutations on bacterial gene expression under serum stress, with upregulation of bacterial virulence factors such as pneumolysin and hydrogen peroxide regulator genes (e.g. spxB) . Epithelial microinvasion by the isogenic mutants was increased compared to wild type strain, but bacterial load was not sufficient to account for the differences observed in epithelial gene expression. Deletion of the fhs gene induced a more intrinsic cellular stress and repair response, compared to the wild-type strain or deletion of the proABC operons which induced a more typical pro-inflammatory response. Differential effects were also seen in cellular re-modelling and caspase activity. We postulate that this link between bacterial metabolism and virulence under conditions of stress will ultimately influence the outcome of colonisation in terms of transmission potential, transition to disease and generation of protective immunity.