Summary The exocrine pancreas, consisting of ducts and acini, is the site of origin of pancreatitis and pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). Our understanding of the genesis and progression of human pancreatic diseases, including PDAC, is limited because of challenges in maintaining human acinar and ductal cells in culture. Here we report induction of human pluripotent stem cells toward pancreatic ductal and acinar organoids that recapitulate properties of the neonatal exocrine pancreas. Expression of the PDAC-associated oncogene GNASR201C induces cystic growth more effectively in ductal than acinar organoids, whereas KRASG12D is more effective in modeling cancer in vivo when expressed in acinar compared with ductal organoids. KRASG12D, but not GNASR201C, induces acinar-to-ductal metaplasia-like changes in culture and in vivo. We develop a renewable source of ductal and acinar organoids for modeling exocrine development and diseases and demonstrate lineage tropism and plasticity for oncogene action in the human pancreas.

Summary Chronic hepatitis B virus (HBV) infection is an incurable global health threat responsible for causing liver disease and hepatocellular carcinoma. During the genesis of infection, HBV establishes an independent minichromosome consisting of the viral covalently closed circular DNA (cccDNA) genome and host histones. The viral X gene must be expressed immediately upon infection to induce degradation of the host silencing factor, Smc5/6. However, the relationship between cccDNA chromatinization and X gene transcription remains poorly understood. Establishing a reconstituted viral minichromosome platform, we found that nucleosome occupancy in cccDNA drives X transcription. We corroborated these findings in cells and further showed that the chromatin destabilizing molecule CBL137 inhibits X transcription and HBV infection in hepatocytes. Our results shed light on a long-standing paradox and represent a potential new therapeutic avenue for the treatment of chronic HBV infection.

The process of protein phase separation into liquid condensates has been implicated in the formation of membraneless organelles (MLOs), which selectively concentrate biomolecules to perform essential cellular functions. Although the importance of this process in health and disease is increasingly recognized, the experimental identification of proteins forming MLOs remains a complex challenge. In this study, we addressed this problem by harnessing the power of AlphaFold2 to perform computational predictions of the conformational properties of proteins from their amino acid sequences. We thus developed the CoDropleT (co-condensation into droplet transformer) method of predicting the propensity of co-condensation of protein pairs. The method was trained by combining experimental datasets of co-condensing proteins from the CD-CODE database with curated negative datasets of non-co-condensing proteins. To illustrate the performance of the method, we applied it to estimate the propensity of proteins to co-condense into MLOs. Our results suggest that CoDropleT could facilitate functional and therapeutic studies on protein condensation by predicting the composition of protein condensates.

Various computational and statistical approaches have been proposed to uncover the mutational patterns of rapidly evolving influenza viral genes. Nonetheless, the approaches mainly rely on sequence alignments which could potentially lead to spurious mutations obtained by comparing sequences from different clades that coexist during particular periods of time. To address this issue, we propose a phylogenetic tree-based pipeline that takes into account the evolutionary structure in the sequence data. Assuming that the sequences evolve progressively under a strict molecular clock, considering a competitive model that is based on a certain Markov model, and using a resampling approach to obtain robust estimates, we could capture statistically significant single-mutations and co-mutations during the sequence evolution. Moreover, by considering the results obtained from analyses that consider all paths and the longest path in the resampled trees, we can categorize the mutational sites and suggest their relevance. Here we applied the pipeline to investigate the 50 years of evolution of the HA sequences of influenza A/H3N2 viruses. In addition to confirming previous knowledge on the A/H3N2 HA evolution, we also demonstrate the use of the pipeline to classify mutational sites according to whether they are able to enhance antigenic drift, compensate other mutations that enhance antigenic drift, or both.

Lethal COVID-19 causation most often invokes classic cytokine storm and attendant excessive immune signaling. We re-visit this question using RNA sequencing in nasopharyngeal and 40 autopsy samples from both COVID-19-positive and negative individuals. In nasal swabs, the top 100 genes expressed, and significantly correlated with COVID-19 viral load, indeed include many canonical innate immune genes. However, 22 much less studied "non-canonical" genes are found and despite the absence of viral transcripts, subsets of these are upregulated in heart, lung, kidney, and liver, but not mediastinal lymph nodes. An important regulatory potential emerges for the non-canonical genes for over-activating the renin-angiotensin-activation-system (RAAS) pathway, resembling this phenomenon in hereditary angioedema (HAE) and its overlapping multiple features with lethal COVID-19 infections. Specifically, RAAS overactivation links increased fibrin deposition, leaky vessels, thrombotic tendency, and initiating the PANoptosis death pathway, as suggested in heart, lung, and especially mediastinal lymph nodes, and a tight association mitochondrial dysfunction linked to immune responses. For mediastinal lymph nodes, immunohistochemistry studies correlate showing abnormal architecture, excess fibrin and collagen deposition, and pathogenic fibroblasts. Further, our findings overlap these for COVID-19 infected hamsters, C57BL/6 and BALB/c mouse models, and importantly peripheral blood mononuclear cell (PBMC) and whole blood samples from COVID-19 patients infected with early alpha but also later COVID-19 omicron strains. We thus present cytokine storm in lethal COVID-19 disease as an interplay between upstream immune gene signaling producing downstream RAAS overactivation with resultant severe organ damage, especially compromising mediastinal lymph node function.

Sporadic Alzheimer's disease (sAD) arises from a complex interplay between genetic and environmental factors that remains poorly understood, making it challenging to develop accurate cell models. To address this problem, by hypothesing that the early disease sAD states can be characterised by transcriptomic fingerprints, we assessed the effect on Aβ aggregation in human neuroblastoma cells a set of genes obtained by analysing snRNA-seq data from post-mortem AD patients. We then validated the most effective genes in human iPSC-derived cortical neurons, and selected FBXO2, a gene encoding a subunit of the ubiquitin protein ligase complex SCF, for further analysis. We found that early downregulation of FBXO2 in human iPSC-derived cortical neurons resulted in Aβ aggregation, tau hyperphosphorylation, and structural and functional neuronal network impairment. Based on these results, we report a neuronal sAD model (FBXO2 KD sAD) that recapitulates a set of molecular hallmarks of sAD. We suggest that this strategy can be expanded towards the generation of panels of preclinical stem cell-derived models that recapitulate the molecular complexity of the broad spectrum of AD patients.