Polarized tip growth is a fundamental process of specialized eukaryotic cells like neuronal axons, fungal hyphae, and plant root hairs and pollen tubes. In pollen tubes, a tip-focused oscillating Ca(2+) gradient governs ions fluxes, vesicle transport, and cytoskeleton dynamics to ensure proper polarized cell growth [1, 2]. While a crucial role of vacuolar Ca(2+) signaling is established for cellular movements like guard cell dynamics [3-5], its contribution to polarized growth remains to be defined. Here we identified the two closely related tonoplast-localized Ca(2+)-sensor proteins CBL2 and CBL3 as crucial regulators of vacuolar dynamics and polarized pollen tube growth. Overexpression of CBL2 or CBL3 in Arabidopsis and tobacco pollen tubes affected vacuolar morphology, pollen germination, and tube growth, but did not alter actin organization, PI(4,5)P2 distribution, or tip-focused Ca(2+) oscillations. Similarly, loss of function of each single Ca(2+) sensor and cbl2/cbl3 double mutants exhibited impaired pollen tube growth in vitro and in vivo. Both Ca(2+) sensors interacted with the kinase CIPK12, which translocated from the cytoplasm to the vacuolar membrane upon this interaction. Also, overexpression of CIPK12 induced severe vacuolar phenotypes, and loss of function of CIPK12 lead to impairment of polar growth. Remarkably, co-expression of CBL2 or CBL3 with CIPK12 resulted in a phosphorylation-dependent, massively enhanced vacuolar inflation and further disruption of polar growth. Together, these findings identify an essential role of the vacuole and vacuolar Ca(2+) signaling for polarized tip growth. We propose that a faithfully balanced activity of Ca(2+)-activated CBL2/3-CIPK12 complexes fulfills fundamental functions to enable the fast growth of pollen tubes in higher plants.

Abstract To investigate the duration of humoral immune response in convalescent coronavirus disease 2019 (COVID-19) patients, we conduct a 12-month longitudinal study through collecting a total of 1,782 plasma samples from 869 convalescent plasma donors in Wuhan, China and test specific antibody responses. The results show that positive rate of IgG antibody against receptor-binding domain of spike protein (RBD-IgG) to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in the COVID-19 convalescent plasma donors exceeded 70% for 12 months post diagnosis. The level of RBD-IgG decreases with time, with the titer stabilizing at 64.3% of the initial level by the 9th month. Moreover, male plasma donors produce more RBD-IgG than female, and age of the patients positively correlates with the RBD-IgG titer. A strong positive correlation between RBD-IgG and neutralizing antibody titers is also identified. These results facilitate our understanding of SARS-CoV-2-induced immune memory to promote vaccine and therapy development.

Abstract Humans can accurately recognize familiar faces in only a few hundred milliseconds, but the underlying neural mechanism remains unclear. Here we recorded intracranial electrophysiological signals from ventral temporal cortex (VTC), superior/middle temporal cortex (STC/MTC), medial parietal cortex (MPC) and amygdala/hippocampus (AMG/HPC) in 20 epilepsy patients while they viewed faces of famous people and strangers as well as common objects. In posterior VTC and MPC, familiarity-sensitive responses emerged significantly later than initial face-selective responses, suggesting that familiarity enhances face representations after they are first being extracted. Moreover, viewing famous faces increased the coupling between cortical areas and AMG/HPC in multiple frequency bands. These findings imply that the top-down modulation in local face-selective response and interactions between cortical face areas and AMG/HPC contribute to the superior recognition of familiar faces. Teaser Top-down modulation and cortical-AMG/HPC interactions contribute to the superior processing of familiar faces.

Abstract Safe, economical and effective vaccines against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) are needed to achieve adequate herd immunity and halt the pandemic. We have constructed a novel SARS-CoV-2 vaccine, CoVac501, which is a self-adjuvanting peptide vaccine conjugated with Toll-like receptor 7 (TLR7) agonists. The vaccine contains two immunodominant peptides screened from receptor-binding domain (RBD) and is fully chemically synthesized. And the vaccine has optimized nanoemulsion formulation, outstanding stability and safety. In non-human primates (NHPs), CoVac501 elicited high and persistent titers of RBD-specific and protective neutralizing antibodies (NAbs), which were also effective to RBD mutations. CoVac501 was found to elicit the increase of memory T cells, antigen-specific CD8 + T cell responses and Th1-biased CD4 + T cell immune responses in NHPs. More importantly, the sera from the immunized NHPs can prevent infection of live SARS-CoV-2 in vitro. One-Sentence Summary A novel SARS-CoV-2 vaccine we developed, CoVac501, which is a fully chemically synthesized and self-adjuvanting peptides conjugated with TLR7 agonists, can induce high-efficient humoral and cellular immune responses against SARS-CoV-2.

SUMMARY Gravity controls directional growth of plants, and the classical starch-statolith hypothesis proposed more than a century ago postulates that amyloplast sedimentation in specialized cells initiates gravity sensing, but the molecular mechanism remains mysterious. Here, we report that gravistimulation by reorientation triggers the Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK) signaling-mediated phosphorylation of LAZY proteins, the key regulators of gravitropism accumulated more on the lower side of the plasma membrane in columella cells in regular growth Arabidopsis . Phosphorylation of LAZY increases its interaction with several TOC proteins on the surface of amyloplasts, facilitating the translocation of LAZY proteins from the plasma membrane to the amyloplasts. Amyloplast sedimentation subsequently guides LAZY to relocate to the new lower side of the plasma membrane in columella cells, where LAZY induces asymmetrical auxin distribution and differential growth. Together, this study provides a molecular interpretation for the starch-statolith hypothesis: the organelle movement-triggered molecular polarity formation.

Flavonoids with wide bioactivity for medcine are vital secondary metabolite of plant. The factors influenced on flavonoids had been reported. However, as the key processes lead to metabolite alterations, the influences of the different pretreatments of samples on flavonoids and antioxidant activity of ferns were with little information. Therefore, Dryopteris erythrosora leaves were chosen as the materials for analyzing flavonoids alterations, which would not only provide the significant basic data for flavonoid metabolism of fern, but also for further developing fern resources. The results showed that a) The total flavonoids contents of D. erythrosora leaves with different pretreatments were obviously different. The total flavonoid contents of samples, which was dried in shade firstly and then dried at 75 °C in oven, finally smashed, was the highest (7.6%), but that of samples, which was quickly dried at 75 °C in oven directly after cleaning and then smashed, was the lowest (2.17%); b) Antioxidant activities of D. erythrosora leaves with different pretreatments were variant. Samples, which were dried in shade firstly and then dried at 75 °C in oven, finally smashed and samples which were firstly dried in the sun and then dried at 75 °C in oven, ultimately smashed, both showed stronger antioxidant activity; c) Total twenty-three flavonoids with four different pretreatments were tentatively identified by HPLC-ESI-TOF-MS. In conlusion, a) The influences of different pretreatments on flavonoids and antioxidant activity of D. erythrosora Leaves were obvious. b) The best pretreatment in respect to conserving fern medical application was drying in shade firstly and then drying at 75 °C in oven, finally smashed.

Background: N6-methyladenosine (m6A) is the most abundant RNA modification and essentially participates in the regulation of skeletal muscle development. However, the status and function of m6A in prenatal myogenesis remains unclear now. Results: In our present study, we first demonstrated that chemical suppression of m6A and knockdown METTL14 inhibited the differentiation and promoted the proliferation of C2C12 myoblast cells. The mRNA expression of m6A reader protein IGF2BP1, which functions to promote the stability of target mRNA, continually decreases during the prenatal skeletal muscle development. Thereafter, profiling transcriptome-wide m6A for six developmental stage of prenatal skeletal muscle, which spanning two important waves of pig myogenesis, were performed using a refined MeRIP sequencing technology that is optimal for small-amount of RNA samples. Highly dynamic m6A methylomes across different development stages were then revealed, with majority of the affected genes enriched in pathways of skeletal muscle development. In association with the transcriptome-wide alterations, transcriptional regulatory factors (MyoD) and differentiated markers (MyHC, MYH1) of muscle development was simultaneously regulated with m6A and IGF2BP1. Knockdown of IGF2BP1 also suppresses myotube formation and promotes cell proliferation. Conclusions: The present study clarified the dynamics of m6A in the regulation of prenatal skeletal muscle development, providing a data baseline for future developmental as well as biomedical studies of m6A functions in muscle development and disease.

ABSTRACT Tryptophan is an essential amino acid involved in many cellular processes in vertebrates. Systemic and quantitative measurement of tryptophan is crucial for evaluating its essential role as a precursor of serotonin and kynurenine, key neuromodulators affecting neural and immune functions. We utilized a robust and highly responsive ratiometric indicator for tryptophan (GRIT) to quantitatively measure tryptophan dynamics in bacteria, mitochondria of mammalian cell cultures, and human serum. At the cellular scale, these analyses uncovered differences in tryptophan dynamics across cell types and organelles. At the whole-organism scale, we revealed that inflammation-induced tryptophan concentration increases in zebrafish brain led to elevated tryptophan metabolites serotonin and kynurenine levels, which is associated with the prolonged sleep duration. The reduction of zebrafish plasma tryptophan was mirrored in patients with inflammation symptoms and could serve as a biochemical marker of inflammation. In summary, this study introduces GRIT as a powerful method for studying tryptophan metabolism and functions across scales and species and suggests that tryptophan metabolic processes link the immune response and animal behavior.