The need for SARS-CoV-2 next-generation vaccines has been highlighted by the rise of variants of concern (VoC) and the long-term threat of other coronaviruses. Here, we designed and characterized four categories of engineered nanoparticle immunogens that recapitulate the structural and antigenic properties of prefusion Spike (S), S1 and RBD. These immunogens induced robust S-binding, ACE2-inhibition, and authentic and pseudovirus neutralizing antibodies against SARS-CoV-2 in mice. A Spike-ferritin nanoparticle (SpFN) vaccine elicited neutralizing titers more than 20-fold higher than convalescent donor serum, following a single immunization, while RBD-Ferritin nanoparticle (RFN) immunogens elicited similar responses after two immunizations. Passive transfer of IgG purified from SpFN- or RFN-immunized mice protected K18-hACE2 transgenic mice from a lethal SARS-CoV-2 virus challenge. Furthermore, SpFN- and RFN-immunization elicited ACE2 blocking activity and neutralizing ID50 antibody titers >2,000 against SARS-CoV-1, along with high magnitude neutralizing titers against major VoC. These results provide design strategies for pan-coronavirus vaccine development.

Abstract In Arabidopsis, polarized deposition of wall ingrowths in phloem parenchyma (PP) transfer cells (TCs) occurs adjacent to cells of the sieve element/companion cell (SE/CC) complex. However, the spatial relationships between these different cell types in minor veins, where phloem loading occurs, are poorly understood. PP TC development and wall ingrowth localization were compared to other phloem cells in leaves of Col-0 and the transgenic lines AtSUC2::AtSTP9-GFP and AtSWEET11::AtSWEET11-GFP that identify CCs and PP respectively. The development of PP TCs in minor veins, indicated by deposition of wall ingrowths, proceeded basipetally in leaves. However, not all PP develop ingrowths and higher levels of wall ingrowth deposition occur in abaxial-compared to adaxial-positioned PP TCs. Furthermore, the deposition of wall ingrowths was exclusively initiated on and preferentially covered the PP TC/SE interface, rather than the PP TC/CC interface, and only occurred in PP cells that were adjacent to SEs. Collectively, these results demonstrate the dominant impact of SEs on wall ingrowth deposition in PP TCs and suggest the existence of two sub-types of PP cells in leaf minor veins. Compared to PP cells, PP TCs showed more abundant accumulation of AtSWEET11-GFP, indicating functional differences in phloem loading between PP and PP TCs. Highlight Wall ingrowth deposition in phloem parenchyma transfer cells of Arabidopsis leaf minor veins is initiated adjacent to sieve elements, rather than companion cells, and expands to preferentially cover this interface.