Herpes simplex virus, a DNA virus of high complexity, consists of a nucleocapsid surrounded by the tegument—a protein compartment—and the envelope. The latter components, essential for infectivity, are pleiomorphic. Visualized in cryo–electron tomograms of isolated virions, the tegument was seen to form an asymmetric cap: On one side, the capsid closely approached the envelope; on the other side, they were separated by ∼35 nanometers of tegument. The tegument substructure was particulate, with some short actin-like filaments. The envelope contained 600 to 750 glycoprotein spikes that varied in length, spacing, and in the angles at which they emerge from the membrane. Their distribution was nonrandom, suggesting functional clustering.

Bsoft is a software package written for image processing of electron micrographs, interpretation of reconstructions, molecular modeling, and general image processing. The code is modularized to allow for rapid testing and deployment of new processing algorithms, while also providing sufficient infrastructure to deal with many file formats and parametric data. The design is deliberately open to allow interchange of information with other image and molecular processing software through a standard parameter file (currently a text-based encoding of parameters in the STAR format) and its support of multiple image and molecular formats. It also allows shell scripting of processes and allows subtasks to be distributed across multiple computers for concurrent processing. Bsoft has undergone many modifications and advancements since its initial release [Heymann, J.B., 2001. Bsoft: image and molecular processing in electron microscopy. J. Struct. Biol. 133, 156–169]. Much of the emphasis is on single particle analysis and tomography, and sufficient functionality is available in the package to support most needed operations for these techniques. The key graphical user interface is the program bshow, which displays an image and is used for many interactive purposes such as fitting the contrast transfer function or picking particles. Bsoft also offers various tools to manipulate atomic structures and to refine the fit of a known molecular structure to a density in a reconstruction.

The neuronal gene Arc is essential for long-lasting information storage in the mammalian brain, mediates various forms of synaptic plasticity, and has been implicated in neurodevelopmental disorders. However, little is known about Arc’s molecular function and evolutionary origins. Here, we show that Arc self-assembles into virus-like capsids that encapsulate RNA. Endogenous Arc protein is released from neurons in extracellular vesicles that mediate the transfer of Arc mRNA into new target cells, where it can undergo activity-dependent translation. Purified Arc capsids are endocytosed and are able to transfer Arc mRNA into the cytoplasm of neurons. These results show that Arc exhibits similar molecular properties to retroviral Gag proteins. Evolutionary analysis indicates that Arc is derived from a vertebrate lineage of Ty3/gypsy retrotransposons, which are also ancestors to retroviruses. These findings suggest that Gag retroelements have been repurposed during evolution to mediate intercellular communication in the nervous system.

Abstract SARS-CoV-2 virus is the causative agent of COVID-19. Here we demonstrate that non-infectious SARS-CoV-2 virus like particles (VLPs) can be assembled by co-expressing the viral proteins S, M and E in mammalian cells. The assembled SARS-CoV-2 VLPs possess S protein spikes on particle exterior, making them ideal for vaccine development. The particles range in shape from spherical to elongated with a characteristic size of 129 ± 32 nm. We further show that SARS-CoV-2 VLPs dried in ambient conditions can retain their structural integrity upon repeated scans with Atomic Force Microscopy up to a peak force of 1 nN.

Bacteria can repurpose their own bacteriophage viruses (phage) to kill competing bacteria. Phage-derived elements are frequently strain specific in their killing activity, although there is limited evidence that this specificity drives bacterial population dynamics. Here, we identified intact phage and their derived elements in a metapopulation of wild plant-associated

ABSTRACT Exosomes are membrane nanovesicles that intermediate cell-to-cell signaling through the transfer of their molecular cargo. The exosomes’ small size facilitates rapid migration through the extracellular matrix and into and out of circulation. Here we report that the mobility of the exosomes is much lower than would be expected from the size of their membrane vesicles. The difference is broadly distributed and caused by surface proteins, which significantly impede exosome migration. The observed wide range in the mobility implies that a subpopulation of hydrodynamically small exosomes is more likely to participate in signaling. The extracellular environment amplifies the size-dependent hindrance to the exosomes migration. The significant contribution of surface proteins to the transport resistance make the exosome mobility a dynamic property that changes with the extracellular environment which affects the membrane protein conformation, glycosylation, specific, and non-specific surface adsorption.

Abstract Background & Aims Chronic hepatitis B is a major global public health problem, and coinfection with hepatitis delta virus (HDV) worsens disease outcome. Here, we describe a hepatitis B virus (HBV) surface antigen (HBsAg)-targeting monoclonal antibody (mAb) with the potential to promote functional cure of chronic hepatitis B and D to address this unmet medical need. Methods HBsAg-specific mAbs were isolated from memory B cells of HBV vaccinated individuals. In vitro neutralization was determined against HBV and HDV enveloped with HBsAg representing eight HBV genotypes. Human liver-chimeric mice were treated twice weekly with a candidate mAb starting three weeks post HBV inoculation (spreading phase) or during stable HBV or HBV/HDV coinfection (chronic phase). Results From a panel of human anti-HBs mAbs, VIR-3434 was selected and engineered for pre-clinical development. VIR-3434 targets a putative conserved, conformational epitope within the antigenic loop of HBsAg and neutralized HBV and HDV infection with >12,000-fold higher potency than Hepatitis B Immunoglobulins in vitro. Neutralization was pan-genotypic against strains representative of HBV genotypes A-H. In the spreading phase of HBV infection in human liver-chimeric mice, a parental mAb of VIR-3434 (HBC34) prevented HBV dissemination and intrahepatic HBV RNA and cccDNA increase. In the chronic phase of HBV infection or co-infection with HDV, HBC34 treatment decreased circulating HBsAg by >1 log and HDV RNA by >2 logs. Conclusions This in vitro and in vivo characterization identified the potent anti-HBs mAb VIR-3434, which reduces circulating HBsAg and HBV/HDV viremia in human liver-chimeric mice. VIR-3434 is currently in clinical development for treatment of patients with chronic hepatitis B or D. Lay summary Chronic infection with hepatitis B virus places approximately 290 million individuals worldwide at risk for severe liver disease and cancer. Currently available treatments result in low rates of functional cure or require lifelong therapy that does not eliminate the risk of liver disease. We isolated and characterized a potent, human antibody that neutralizes hepatitis B and D viruses and reduces infection in a mouse model. This antibody could provide a new treatment for patients with chronic hepatitis B and D. Highlights Identification of a human mAb VIR-3434 that potently neutralizes HBV and HDV VIR-3434 targets a conserved, conformational epitope of the HBsAg antigenic loop VIR-3434 treatment blocks intrahepatic HBV spread in human liver-chimeric mice VIR-3434 treatment reduces circulating HBsAg and HDV RNA in co-infected mice Data have enabled clinical development of VIR-3434 against chronic hepatitis B/D

Abstract Bacteriophages are proposed to drive bacterial population dynamics, yet direct evidence of their impact on natural populations is limited. Here we identified phages in a metapopulation of wild plant-associated Pseudomonas genomes, including historical herbarium specimens. We discovered a viral cluster shared amongst pathogenic Pseudomonas isolates, which encodes a tailocin - a phage-derived element utilized for interbacterial warfare. Each pathogenic Pseudomonas strain carries one of a few distinct tailocin variants, which selectively kill other co-occurring pathogenic strains. Herbarium-derived genomes revealed that the same tailocin variants have persisted in the Pseudomonas populations for at least two centuries, suggesting the continued use of a defined set of variants. These results indicate that tailocin genetic diversity can be mined to develop targeted “tailocin cocktails” for microbial control.