ABSTRACT The SARS-CoV-2 pandemic highlights the need for a detailed molecular understanding of protective antibody responses. This is underscored by the emergence and spread of SARS-CoV-2 variants, including B.1.1.7, P1, and B.1.351, some of which appear to be less effectively targeted by current monoclonal antibodies and vaccines. Here we report a high resolution and comprehensive map of antibody recognition of the SARS-CoV-2 spike receptor binding domain (RBD), which is the target of most neutralizing antibodies, using computational structural analysis. With a dataset of nonredundant experimentally determined antibody-RBD structures, we classified antibodies by RBD residue binding determinants using unsupervised clustering. We also identified the energetic and conservation features of epitope residues and assessed the capacity of viral variant mutations to disrupt antibody recognition, revealing sets of antibodies predicted to effectively target recently described viral variants. This detailed structure-based reference of antibody RBD recognition signatures can inform therapeutic and vaccine design strategies.

Abstract In agricultural ecosystems, strong and shifting selective pressures from pest management practices can lead to rapid evolution. Crops expressing pesticidal proteins from Bacillus thuringiensis (Bt) are an important control measure for agricultural pests and a major selective force on pest genomes world wide. Helicoverpa zea , a destructive pest of corn and cotton, has evolved widespread resistance to Bt crystalline (Cry) pesticidal proteins. Here we reveal the polygenic architecture of field evolved Cry resistance in H. zea and identify multiple previously unknown Cry resistance candidate regions and genes. In the genomic region with the largest effect on Cry1Ab, and Cry1A.105 + Cry2Ab2 resistance, we identified signals of an increase in copy number for an entire cluster of trypsin genes. The genes in this cluster, along with other trypsins genome-wide, are significantly upregulated in Cry resistant H. zea . All field resistant individuals possessed two to four copies of a trypsin in this cluster, but this gene amplification was not found in any samples collected prior to Cry resistance evolution or in susceptible lab colonies. Inhibiting trypsin activity in H. zea decreased tolerance of Cry toxin in resistant and susceptible populations. Together, our findings suggest that increased expression and amplification of trypsins could allow degradation of activated Cry toxin and explain part of the polygenic Cry resistance observed in wild H. zea .