With the emergence of SARS-CoV-2 variants with increased transmissibility and potential resistance, antibodies and vaccines with broadly inhibitory activity are needed. Here we developed a panel of neutralizing anti-SARS-CoV-2 mAbs that bind the receptor binding domain of the spike protein at distinct epitopes and block virus attachment to cells and its receptor, human angiotensin converting enzyme-2 (hACE2). While several potently neutralizing mAbs protected K18-hACE2 transgenic mice against infection caused by historical SARS-CoV-2 strains, others induced escape variants in vivo and lost activity against emerging strains. We identified one mAb, SARS2-38, that potently neutralizes all SARS-CoV-2 variants of concern tested and protects mice against challenge by multiple SARS-CoV-2 strains. Structural analysis showed that SARS2-38 engages a conserved epitope proximal to the receptor binding motif. Thus, treatment with or induction of inhibitory antibodies that bind conserved spike epitopes may limit the loss of potency of therapies or vaccines against emerging SARS-CoV-2 variants.

Abstract Recent development of single-cell RNA-seq (scRNA-seq) technologies has led to enormous biological discoveries. As the scale of scRNA-seq studies increases, a major challenge in analysis is batch effect, which is inevitable in studies involving human tissues. Most existing methods remove batch effect in a low-dimensional embedding space. Although useful for clustering, batch effect is still present in the gene expression space, leaving downstream gene-level analysis susceptible to batch effect. Recent studies have shown that batch effect correction in the gene expression space is much harder than in the embedding space. Popular methods such as Seurat3.0 rely on the mutual nearest neighbor (MNN) approach to remove batch effect in the gene expression space, but MNN can only analyze two batches at a time and it becomes computationally infeasible when the number of batches is large. Here we present CarDEC, a joint deep learning model that simultaneously clusters and denoises scRNA-seq data, while correcting batch effect both in the embedding and the gene expression space. Comprehensive evaluations spanning different species and tissues showed that CarDEC consistently outperforms scVI, DCA, and MNN. With CarDEC denoising, those non-highly variable genes offer as much signal for clustering as the highly variable genes, suggesting that CarDEC substantially boosted information content in scRNA-seq. We also showed that trajectory analysis using CarDEC’s denoised and batch corrected expression as input revealed marker genes and transcription factors that are otherwise obscured in the presence of batch effect. CarDEC is computationally fast, making it a desirable tool for large-scale scRNA-seq studies.

Use of oral vitamin K antagonists (VKAs) may place patients undergoing endovascular thrombectomy (EVT) for acute ischemic stroke caused by large vessel occlusion at increased risk of complications.To determine the association between recent use of a VKA and outcomes among patients selected to undergo EVT in clinical practice.Retrospective, observational cohort study based on the American Heart Association's Get With the Guidelines-Stroke Program between October 2015 and March 2020. From 594 participating hospitals in the US, 32 715 patients with acute ischemic stroke selected to undergo EVT within 6 hours of time last known to be well were included.VKA use within the 7 days prior to hospital arrival.The primary end point was symptomatic intracranial hemorrhage (sICH). Secondary end points included life-threatening systemic hemorrhage, another serious complication, any complications of reperfusion therapy, in-hospital mortality, and in-hospital mortality or discharge to hospice.Of 32 715 patients (median age, 72 years; 50.7% female), 3087 (9.4%) had used a VKA (median international normalized ratio [INR], 1.5 [IQR, 1.2-1.9]) and 29 628 had not used a VKA prior to hospital presentation. Overall, prior VKA use was not significantly associated with an increased risk of sICH (211/3087 patients [6.8%] taking a VKA compared with 1904/29 628 patients [6.4%] not taking a VKA; adjusted odds ratio [OR], 1.12 [95% CI, 0.94-1.35]; adjusted risk difference, 0.69% [95% CI, -0.39% to 1.77%]). Among 830 patients taking a VKA with an INR greater than 1.7, sICH risk was significantly higher than in those not taking a VKA (8.3% vs 6.4%; adjusted OR, 1.88 [95% CI, 1.33-2.65]; adjusted risk difference, 4.03% [95% CI, 1.53%-6.53%]), while those with an INR of 1.7 or lower (n = 1585) had no significant difference in the risk of sICH (6.7% vs 6.4%; adjusted OR, 1.24 [95% CI, 0.87-1.76]; adjusted risk difference, 1.13% [95% CI, -0.79% to 3.04%]). Of 5 prespecified secondary end points, none showed a significant difference across VKA-exposed vs VKA-unexposed groups.Among patients with acute ischemic stroke selected to receive EVT, VKA use within the preceding 7 days was not associated with a significantly increased risk of sICH overall. However, recent VKA use with a presenting INR greater than 1.7 was associated with a significantly increased risk of sICH compared with no use of anticoagulants.

Abstract Aberrant neural oscillations hallmark numerous brain disorders. Here, we first report a method to track the phase of neural oscillations in real-time via endpoint-corrected Hilbert transform (ecHT) that mitigates the characteristic Gibbs distortion. We then used ecHT to show that the aberrant neural oscillation that hallmarks essential tremor (ET) syndrome, the most common adult movement disorder, can be noninvasively suppressed via electrical stimulation of the cerebellum phase-locked to the tremor. The tremor suppression is sustained after the end of the stimulation and can be phenomenologically predicted. Finally, using feature-based statistical-learning and neurophysiological-modelling we show that the suppression of ET is mechanistically attributed to a disruption of the temporal coherence of the oscillation via perturbation of the tremor generating a cascade of synchronous activity in the olivocerebellar loop. The suppression of aberrant neural oscillation via phase-locked driven disruption of temporal coherence may represent a powerful neuromodulatory strategy to treat brain disorders.

Bacteroides, the prominent bacteria in the human gut, play a crucial role in degrading complex polysaccharides. Their abundance is influenced by phages belonging to the Crassvirales order. Despite identifying over 600 Crassvirales genomes computationally, only few have been successfully isolated. Continued efforts in isolation of more Crassvirales genomes can provide insights into phage-host-evolution and infection mechanisms. We focused on wastewater samples, as potential sources of phages infecting various Bacteroides hosts. Sequencing, assembly, and characterization of isolated phages revealed 14 complete genomes belonging to three novel Crassvirales species infecting Bacteroides cellulosilyticus WH2. These species, Kehishuvirus sp. 'tikkala' strain Bc01, Kolpuevirus sp. 'frurule' strain Bc03, and 'Rudgehvirus jaberico' strain Bc11, spanned two families, and three genera, displaying a broad range of virion productions. Upon testing all successfully cultured Crassvirales species and their respective bacterial hosts, we discovered that they do not exhibit co-evolutionary patterns with their bacterial hosts. Furthermore, we observed variations in gene similarity, with greater shared similarity observed within genera. However, despite belonging to different genera, the three novel species shared a unique structural gene that encodes the tail spike protein. When investigating the relationship between this gene and host interaction, we discovered evidence of purifying selection, indicating its functional importance. Moreover, our analysis demonstrated that this tail spike protein binds to the TonB-dependent receptors present on the bacterial host surface. Combining these observations, our findings provide insights into phage-host interactions and present three Crassvirales species as an ideal system for controlled infectivity experiments on one of the most dominant members of the human enteric virome.Bacteriophages play a crucial role in shaping microbial communities within the human gut. Among the most dominant bacteriophages in the human gut microbiome are Crassvirales phages, which infect Bacteroides. Despite being widely distributed, only a few Crassvirales genomes have been isolated, leading to a limited understanding of their biology, ecology, and evolution. This study isolated and characterized three novel Crassvirales genomes belonging to two different families, and three genera, but infecting one bacterial host, Bacteroides cellulosilyticus WH2. Notably, the observation confirmed the phages are not co-evolving with their bacterial hosts, rather have a shared ability to exploit similar features in their bacterial host. Additionally, the identification of a critical viral protein undergoing purifying selection and interacting with the bacterial receptors opens doors to targeted therapies against bacterial infections. Given Bacteroides role in polysaccharide degradation in the human gut, our findings advance our understanding of the phage-host interactions and could have important implications for the development of phage-based therapies. These discoveries may hold implications for improving gut health and metabolism to support overall well-being.The genomes used in this research are available on Sequence Read Archive (SRA) within the project, PRJNA737576. Bacteroides cellulosilyticus WH2, Kehishuvirus sp. 'tikkala' strain Bc01, Kolpuevirus sp. ' frurule' strain Bc03, and 'Rudgehvirus jaberico' strain Bc11 are all available on GenBank with accessions NZ_CP072251.1 ( B. cellulosilyticus WH2), QQ198717 (Bc01), QQ198718 (Bc03), and QQ198719 (Bc11), and we are working on making the strains available through ATCC. The 3D protein structures for the three Crassvirales genomes are available to download at doi.org/10.25451/flinders.21946034.

Abstract Charcot Marie Tooth diseases type 1A (CMT1A), caused by duplication of Peripheral Myelin Protein 22 ( PMP22 ) gene, and CMT1B, caused by mutations in myelin protein zero ( MPZ ) gene are the two most common forms of demyelinating CMT (CMT1) and no treatments are available for either. Prior studies of the Mpz Ser63del mouse model of CMT1B have demonstrated that protein misfolding, endoplasmic reticulum (ER) retention and activation of the unfolded protein response (UPR) contributed to the neuropathy. Heterozygous patients with an arginine to cysteine mutation in MPZ ( MPZ R98C) develop a severe infantile form of CMT1B which is modeled by Mpz R98C/+ mice that also show ER-stress and an activated UPR. C3-PMP22 mice are considered to effectively model CMT1A. Altered proteostasis, ER-stress and activation of the UPR have been demonstrated in mice carrying Pmp22 mutations. To determine whether enabling the ER-stress/UPR and readjusting protein homeostasis would effectively treat these models of CMT1B and CMT1A we administered Sephin1/IFB-088/icerguestat, a UPR modulator which showed efficacy in the MpzS63del model of CMT1B, to heterozygous Mpz R98C and C3-PMP22 mice. Mice were analyzed by behavioral, neurophysiological, morphological and biochemical measures. Both Mpz R98C/+ and C3-PMP22 mice improved in motor function and neurophysiology. Myelination, as demonstrated by g-ratios and myelin thickness, improved in CMT1B and CMT1A mice and markers of UPR activation returned towards wild type values. Taken together our results demonstrate the capability of IFB-088 to treat a second mouse model of CMT1B and a mouse model of CMT1A, the most common form of CMT. Given the recent benefits of IFB-088 treatment in Amyotrophic Lateral Sclerosis and Multiple Sclerosis animal models, these data demonstrate its potential in managing UPR and ER-stress for multiple mutations in CMT1 as well as in other neurodegenerative diseases.

ABSTRACT Heartland and Bourbon viruses are pathogenic tick-borne viruses putatively transmitted by Amblyomma americanum , an abundant tick species in Missouri. To assess the prevalence of these viruses in ticks, we collected 2778 ticks from 8 sampling sites at Tyson Research Center, an environmental field station within St. Louis County and close to the City of St. Louis, from May - July in 2019 and 2021. Ticks were pooled according to life stage and sex, grouped by year and sampling site to create 355 pools and screened by RT-qPCR for Bourbon and Heartland viruses. Overall, 14 (3.9%) and 27 (7.6%) of the pools were positive for Bourbon virus and Heartland virus respectively. In 2019, 11 and 23 pools were positive for Bourbon and Heartland viruses respectively. These positives pools were of males, females and nymphs. In 2021, there were 4 virus positive pools out of which 3 were positive for both viruses and were comprised of females and nymphs. Five out of the 8 sampling sites were positive for at least one virus. This included a site that was positive for both viruses in both years. Detection of these viruses in an area close to a relatively large metropolis presents a greater public health threat than previously thought.

Abstract Comprehensive knowledge of the host factors required for picornavirus infection would facilitate antiviral development. Here we demonstrate roles for three human genes, TNK2, WASL, and NCK1, in infection by multiple picornaviruses. CRISPR deletion of TNK2, WASL or NCK1 reduced encephalomyocarditis virus (EMCV), coxsackievirus B3 (CVB3), poliovirus and enterovirus D68 infection, and chemical inhibitors of TNK2 and WASL decreased EMCV infection. Reduced EMCV lethality was observed in mice lacking TNK2. TNK2, WASL and NCK1 were important in early stages of the viral lifecycle, and genetic epistasis analysis demonstrated that the three genes function in a common pathway. Mechanistically, reduced internalization of EMCV was observed in TNK2 deficient cells demonstrating that TNK2 functions in EMCV entry. Domain analysis of WASL demonstrated that its actin nucleation activity was necessary to facilitate viral infection. Together, these data support a model wherein TNK2, WASL, and NCK1 comprise a pathway critical for multiple picornaviruses.

Memory consolidation can be enhanced during sleep using targeted memory reactivation (TMR) and closed-loop (CL) acoustic stimulation on the up-phase of slow oscillations (SOs). Here, we tested whether applying TMR at specific phases of the SOs (up vs. down vs. no reactivation) could influence the behavioral and neural correlates of motor memory consolidation in healthy young adults. Results showed that up- (as compared to down-) state cueing resulted in greater performance improvement. Sleep electrophysiological data indicated that up-stimulated SOs exhibited higher amplitude and greater peak-nested sigma power. Task-related functional magnetic resonance images revealed that up-state cueing strengthened activity in - and segregation of - striato-motor and hippocampal networks; and that these modulations were related to the beneficial effect of TMR on sleep features and performance. Overall, these findings highlight the potential of CL-TMR to induce phase-specific modulations of motor performance, sleep oscillations and brain responses during motor memory consolidation.

Mammalian RIG-I-like receptors detect viral dsRNA and 5′ triphosphorylated RNA to activate transcription of interferon genes and promote antiviral defense. The C. elegans RIG-I-like receptor DRH-1 promotes defense through antiviral RNA interference, but less is known about its role in regulating transcription. Here we describe a role for drh-1 in directing a transcriptional response in C. elegans called the Intracellular Pathogen Response (IPR), which is associated with increased pathogen resistance. The IPR includes a set of genes induced by diverse stimuli including intracellular infection and proteotoxic stress. Previous work suggested that the proteotoxic stress caused by intracellular infections might be the common trigger of the IPR, but here we demonstrate that different stimuli act through distinct pathways. Specifically, we demonstrate that DRH-1/RIG-I is required for inducing the IPR in response to Orsay virus infection, but not in response to other triggers like microsporidian infection or proteotoxic stress. Furthermore, drh-1 appears to be acting independently of its known role in RNAi. Interestingly, expression of the replication competent Orsay virus RNA1 segment alone is sufficient to induce most of the IPR genes in a manner dependent on RNA dependent RNA polymerase activity and on drh-1 . Altogether, these results suggest that DRH-1 is a pattern-recognition receptor that detects viral replication products to activate the IPR stress/immune program in C. elegans .