The adenosine analogue remdesivir has emerged as a frontline antiviral treatment for SARS-CoV-2, with preliminary evidence that it reduces the duration and severity of illness 1 . Prior clinical studies have identified adverse events 1,2 , and remdesivir has been shown to inhibit mitochondrial RNA polymerase in biochemical experiments 7 , yet little is known about the specific genetic pathways involved in cellular remdesivir metabolism and cytotoxicity. Through genome-wide CRISPR-Cas9 screening and RNA sequencing, we show that remdesivir treatment leads to a repression of mitochondrial respiratory activity, and we identify five genes whose loss significantly reduces remdesivir cytotoxicity. In particular, we show that loss of the mitochondrial nucleoside transporter SLC29A3 mitigates remdesivir toxicity without a commensurate decrease in SARS-CoV-2 antiviral potency and that the mitochondrial adenylate kinase AK2 is a remdesivir kinase required for remdesivir efficacy and toxicity. This work elucidates the cellular mechanisms of remdesivir metabolism and provides a candidate gene target to reduce remdesivir cytotoxicity.

Abstract Prime editing enables search-and-replace genome editing but is limited by low editing efficiency. We present a high-throughput approach, PepSEq, to measure how fusion of 12,000 85-amino acid peptides derived from human DNA repair-related proteins influences prime editing efficiency. We show that peptide fusion can enhance prime editing, prime-enhancing peptides combine productively, and a top dual peptide-prime editor increases prime editing significantly in multiple cell lines across dozens of target sites.

Genetic variation contributes greatly to LDL cholesterol (LDL-C) levels and coronary artery disease risk. By combining analysis of rare coding variants from the UK Biobank and genome-scale CRISPR-Cas9 knockout and activation screening, we have substantially improved the identification of genes whose disruption alters serum LDL-C levels. We identify 21 genes in which rare coding variants significantly alter LDL-C levels at least partially through altered LDL-C uptake. We use co-essentiality-based gene module analysis to show that dysfunction of the RAB10 vesicle transport pathway leads to hypercholesterolemia in humans and mice by impairing surface LDL receptor levels. Further, we demonstrate that loss of function of OTX2 leads to robust reduction in serum LDL-C levels in mice and humans by increasing cellular LDL-C uptake. Altogether, we present an integrated approach that improves our understanding of genetic regulators of LDL-C levels and provides a roadmap for further efforts to dissect complex human disease genetics.