Abstract Although ACE2 is the primary receptor for SARS-CoV-2 infection, a systematic assessment of host factors that regulate binding to SARS-CoV-2 spike protein has not been described. Here we use whole genome CRISPR activation to identify host factors controlling cellular interactions with SARS-CoV-2. Our top hit was a TLR -related cell surface receptor called leucine-rich repeat-containing protein 15 ( LRRC15 ). LRRC15 expression was sufficient to promote SARS-CoV-2 Spike binding where they form a cell surface complex. LRRC15 mRNA is expressed in human collagen-producing lung myofibroblasts and LRRC15 protein is induced in severe COVID-19 infection where it can be found lining the airways. Mechanistically, LRRC15 does not itself support SARS-CoV-2 infection, but fibroblasts expressing LRRC15 can suppress both pseudotyped and authentic SARS-CoV-2 infection in trans . Moreover, LRRC15 expression in fibroblasts suppresses collagen production and promotes expression of IFIT, OAS, and MX-family antiviral factors. Overall, LRRC15 is a novel SARS-CoV-2 spike-binding receptor that can help control viral load and regulate antiviral and antifibrotic transcriptional programs in the context of COVID-19 infection.

Abstract Background Widescale evidence points to the involvement of glia and immune pathways in the progression of Alzheimer’s disease (AD). AD-associated iPSC-derived glial cells show a diverse range of AD-related phenotypic states encompassing cytokine/chemokine release, phagocytosis and morphological profiles, but to date studies are limited to cells derived from PSEN1, APOE and APP mutations or sporadic patients. The aim of the current study was to successfully differentiate iPSC-derived microglia and astrocytes from patients harbouring an AD-causative PSEN2 (N141I) mutation and characterise the inflammatory and morphological profile of these cells. Methods iPSCs from three healthy control individuals and three familial AD patients harbouring a heterozygous PSEN2 (N141I) mutation were used to derive astrocytes and microglia-like cells and cell identity and morphology were characterised through immunofluorescent microscopy. Cellular characterisation involved the stimulation of these cells by LPS and Aβ 42 and analysis of cytokine/chemokine release was conducted through ELISAs and multi-cytokine arrays. The phagocytic capacity of these cells was then indexed by the uptake of fluorescently labelled fibrillar Aβ 42 . Results AD-derived astrocytes and microglia-like cells exhibited an atrophied and less complex morphological appearance than healthy controls. AD-derived astrocytes showed increased basal expression of GFAP, S100β and increased secretion and phagocytosis of Aβ 42 while AD-derived microglia-like cells showed decreased IL-8 secretion compared to healthy controls. Upon immunological challenge AD-derived astrocytes and microglia-like cells show exaggerated secretion of the pro-inflammatory IL-6, CXCL1, ICAM-1 and IL-8 from astrocytes and IL-18 and MIF from microglia. Conclusion Our study showed, for the first time, the differentiation and characterisation of iPSC-derived astrocytes and microglia-like cells harbouring a PSEN2 (N141I) mutation. PSEN2 (N141I)-mutant astrocytes and microglia-like cells presented with a ‘primed’ phenotype characterised by reduced morphological complexity, exaggerated pro-inflammatory cytokine secretion and altered Aβ 42 production and phagocytosis.

Snakebites affect about 1.8 million people annually. The current standard of care involves antibody-based antivenoms, which can be difficult to access and are generally not effective against local tissue injury, the primary cause of morbidity. Here, we used a pooled whole-genome CRISPR knockout screen to define human genes that, when targeted, modify cell responses to spitting cobra venoms. A large portion of modifying genes that conferred resistance to venom cytotoxicity was found to control proteoglycan biosynthesis, including

Abstract High platelet reactivity is associated with adverse clinical events and is more frequent in people with diabetes mellitus (DM). To better understand platelet dysfunction in DM, we performed a proteomic analysis in platelets from a matched cohort of 34 people without, and 42 people with type 2 DM. The cohorts were matched by clinical characteristics including age, sex, and coronary artery disease burden. Using high sensitivity unbiased proteomics, we consistently identified over 2,400 intracellular proteins, and detected proteins that are differentially released by platelets from people with diabetes in response to low dose thrombin. Importantly, we identified the endoplasmic reticulum (ER) protein SEC61 translocon subunit beta (SEC61B) was increased in platelets from humans and mice with in vivo hyperglycemia. SEC61B was increased in megakaryocytes in mouse models of diabetes, in association with megakaryocyte ER stress. A rise in cytosolic calcium is a key aspect in platelet activation, and the SEC61 translocon is known to act as a channel for ER calcium leak. We demonstrate that cultured cells overexpressing SEC61B have increased calcium flux and decreased protein synthesis. In accordance, hyperglycemic mouse platelets mobilized more calcium to the cytosol and had lower protein synthesis compared with normoglycemic platelets. Independently, in vitro induction of ER stress increased platelet SEC61B expression and markers of platelet activation. We propose a mechanism whereby ER stress-induced upregulation of platelet SEC61B leads to increased cytosolic calcium, potentially contributing to platelet hyperactivity in people with diabetes. Key Points Platelet SEC61B is increased in hyperglycemia and contributes to increased endoplasmic reticulum (ER) calcium leak Increased ER calcium leak is associated with ER stress and platelet hyperactivity

Abstract COVID-19 causes a clinical spectrum of acute and chronic illness and host / virus interactions are not completely understood 1,2 . To identify host factors that can influence SARS-CoV-2 infection, we screened the human genome for genes that, when upregulated, alter the outcome of authentic SARS-CoV-2 infection. From this, we identify 34 new genes that can alter the course of infection, including the innate immune receptor P-selectin, which we show is a novel SARS-CoV-2 spike receptor. At the cellular level expression of P-selectin does not confer tropism for SARS-CoV-2, instead it acts to suppress infection. More broadly, P-selectin can also promote binding to SARS-CoV-2 variants, SARS-CoV-1 and MERS, acting as a general spike receptor for highly pathogenic coronaviruses. P-selectin is expressed on platelets and endothelium 3 , and we confirm SARS-CoV-2 spike interactions with these cells are P-selectin-dependent and can occur under shear flow conditions. In vivo , authentic SARS-CoV-2 uses P-selectin to home to airway capillary beds where the virus interacts with the endothelium and platelets, and blocking this interaction can clear vascular-associated SARS-CoV-2 from the lung. Together we show for the first time that coronaviruses can use the leukocyte recruitment system to control tissue localization, and this fundamental insight may help us understand and control highly pathogenic coronavirus disease progression.

Continued high levels spread of SARS-CoV-2 globally enabled accumulation of changes within the Spike glycoprotein, leading to resistance to neutralising antibodies and concomitant changes to entry requirements that increased viral transmission fitness. Herein, we demonstrate a significant change in ACE2 and TMPRSS2 use by primary SARS-CoV-2 isolates that occurred upon arrival of Omicron lineages. Mechanistically we show this shift to be a function of two distinct ACE2 pools based on cleavage or non-cleavage of ACE2 by TMPRSS2 activity. In engineered cells overexpressing ACE2 and TMPRSS2, ACE2 was cleaved by TMPRSS2 and this led to either augmentation or progressive attenuation of pre-Omicron and Omicron lineages, respectfully. In contrast, TMPRSS2 resistant ACE2 restored infectivity across all Omicron lineages through enabling ACE2 binding that facilitated TMPRSS2 spike activation. Therefore, our data support the tropism shift of Omicron lineages to be a function of evolution towards the use of uncleaved pools of ACE2 with the latter consistent with its role as a chaperone for many tissue specific amino acid transport proteins.

Abstract Directed evolution (DE) is a process of mutation and artificial selection to breed biomolecules with new or improved activity 1,2 . DE platforms are primarily prokaryotic or yeast-based, and stable mutagenic mammalian systems have been challenging to establish and apply 3 . To this end, we developed PROTein Evolution Using Selection (PROTEUS), a new platform that uses chimeric virus-like vesicles (VLVs) to enable extended mammalian DE campaigns without loss of system integrity. This platform is stable and can generate sufficient diversity for DE in mammalian systems. Using PROTEUS, we altered the doxycycline responsiveness of tetracycline-controlled transactivators, generating a more sensitive TetON-4G tool for gene regulation. PROTEUS is also compatible with intracellular nanobody evolution, and we use it to design a DNA damage-responsive anti-p53 nanobody. Overall, PROTEUS is an efficient and stable platform to direct evolution of biomolecules within mammalian cells.