Abstract The B.1.617.2 (Delta) variant of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) was first identified in the state of Maharashtra in late 2020 and spread throughout India, outcompeting pre-existing lineages including B.1.617.1 (Kappa) and B.1.1.7 (Alpha) 1 . In vitro, B.1.617.2 is sixfold less sensitive to serum neutralizing antibodies from recovered individuals, and eightfold less sensitive to vaccine-elicited antibodies, compared with wild-type Wuhan-1 bearing D614G. Serum neutralizing titres against B.1.617.2 were lower in ChAdOx1 vaccinees than in BNT162b2 vaccinees. B.1.617.2 spike pseudotyped viruses exhibited compromised sensitivity to monoclonal antibodies to the receptor-binding domain and the amino-terminal domain. B.1.617.2 demonstrated higher replication efficiency than B.1.1.7 in both airway organoid and human airway epithelial systems, associated with B.1.617.2 spike being in a predominantly cleaved state compared with B.1.1.7 spike. The B.1.617.2 spike protein was able to mediate highly efficient syncytium formation that was less sensitive to inhibition by neutralizing antibody, compared with that of wild-type spike. We also observed that B.1.617.2 had higher replication and spike-mediated entry than B.1.617.1, potentially explaining the B.1.617.2 dominance. In an analysis of more than 130 SARS-CoV-2-infected health care workers across three centres in India during a period of mixed lineage circulation, we observed reduced ChAdOx1 vaccine effectiveness against B.1.617.2 relative to non-B.1.617.2, with the caveat of possible residual confounding. Compromised vaccine efficacy against the highly fit and immune-evasive B.1.617.2 Delta variant warrants continued infection control measures in the post-vaccination era.

Abstract The PAN-INDIA 1000 SARS-CoV-2 RNA Genome Sequencing Consortium has achieved its initial goal of completing the sequencing of 1000 SARS-CoV-2 genomes from nasopharyngeal and oropharyngeal swabs collected from individuals testing positive for COVID-19 by Real Time PCR. The samples were collected across 10 states covering different zones within India. Given the importance of this information for public health response initiatives investigating transmission of COVID-19, the sequence data is being released in GISAID database. This information will improve our understanding on how the virus is spreading, ultimately helping to interrupt the transmission chains, prevent new cases of infection, and provide impetus to research on intervention measures. This will also provide us with information on evolution of the virus, genetic predisposition (if any) and adaptation to human hosts. One thousand and fifty two sequences were used for phylodynamic, temporal and geographic mutation patterns and haplotype network analyses. Initial results indicate that multiple lineages of SARS-CoV-2 are circulating in India, probably introduced by travel from Europe, USA and East Asia. A2a (20A/B/C) was found to be predominant, along with few parental haplotypes 19A/B. In particular, there is a predominance of the D614G mutation, which is found to be emerging in almost all regions of the country. Additionally, mutations in important regions of the viral genome with significant geographical clustering have also been observed. The temporal haplotype diversities landscape in each region appears to be similar pan India, with haplotype diversities peaking between March-May, while by June A2a (20A/B/C) emerged as the predominant one. Within haplotypes, different states appear to have different proportions. Temporal and geographic patterns in the sequences obtained reveal interesting clustering of mutations. Some mutations are present at particularly high frequencies in one state as compared to others. The negative estimate Tajimas D (D = −2.26817) is consistent with the rapid expansion of SARS-CoV-2 population in India. Detailed mutational analysis across India to understand the gradual emergence of mutants at different regions of the country and its possible implication will help in better disease management.

ABSTRACT Ribosomes, the molecular machines that are central to protein synthesis, have gradually been gaining prominence for their regulatory role in translation. Eukaryotic cytosolic ribosomes are typically larger than bacterial ones, partly due to multi-nucleotide insertions at specific conserved positions in the ribosomal RNAs (rRNAs). Such insertions called expansion segments (ESs) are present primarily on the ribosomal surface, with their role in translation and its regulation remaining under-explored. One such ES in the ribosomal large subunit (LSU) is ES30L, which is present only in mammals and birds among eukaryotes. In this study, we show that ES30L possesses complementarity to many protein-coding transcripts in humans and that the complementarity is enriched around the start codon, hinting at a possible role in translation regulation. Further, our in silico analysis analyses and pull-down assays indicate that ES30L may bind to secondary structures in the 5’ UTR of several transcripts and RNA binding proteins (RBPs) that are essential for translation. Thus, we have identified a potential regulatory role for ES30L in translation.

ABSTRACT Planarians have a remarkable ability to undergo whole-body regeneration. The timely establishment of polarity at the wound site followed by the specification of the organizing centers- the anterior pole and the posterior pole, are indispensable for successful regeneration. In planarians, polarity, pole, and positional-information determinants are predominantly expressed by muscles. The molecular toolkit that enables this functionality of planarian muscles however remains poorly understood. Here we report that SMED_DDX24, a D-E-A-D Box RNA helicase and the homolog of human DDX24, is critical for planarian head regeneration. DDX24 is enriched in muscles and its knockdown leads to defective muscle-fiber organization and failure to re-specify anterior pole/organizer. Overall, loss of DDX24 manifests into gross misregulation of many well-characterized positional-control genes and patterning-control genes, necessary for organogenesis and tissue positioning and tissue patterning. In addition, wound-induced Wnt signalling was also upregulated in ddx24 RNAi animals. Canonical WNT-βCATENIN signalling is known to suppress head identity throughout bilateria, including planarians. Modulating this Wnt activity by β-catenin-1 RNAi, the effector molecule of this pathway, partially rescues the ddx24 RNAi phenotype, implying that a high Wnt environment in ddx24 knockdown animals likely impedes their normal head regeneration. Furthermore, at a sub-cellular level, RNA helicases are known to regulate muscle mass and function by regulating their translational landscape. ddx24 knockdown leads to the downregulation of large subunit ribosomal RNA and the 80S ribosome peak, implying its role in ribosome biogenesis and thereby influencing the translational output. This aspect seems to be an evolutionarily conserved role of DDX24. In summary, our work demonstrates the role of a D-E-A-D box RNA helicase in whole-body regeneration through muscle fiber organization, and pole and positional-information re-specification, likely mediated through translation regulation.

tRNA-derived fragments (tRFs) have recently gained a lot of scientific interest due to their diverse regulatory roles in several cellular processes. However, their function in dynamic biological process such as development and regeneration remains unexplored. Here, we identify and characterise a role for tRFs in planarian regeneration. We first annotated 457 tRNA loci in S.mediterranea combining two tRNA prediction programs. Annotation of tRNAs facilitated the identification of three main species of tRFs in planarians; the shorter tRF-5s and itRFs, and the abundantly expressed 5-tsRNAs. Spatial profiling of tRFs in sequential transverse sections of planarians revealed diverse expression patterns of these small RNAs, including those that are enriched in the head and pharyngeal regions. Expression analysis of these tRF species revealed dynamic expression of these small RNAs over the course of regeneration suggesting an important role in planarian anterior and posterior regeneration. Finally, we show that 5-tsRNA in planaria interact with all three SMEDWI proteins while sequence analysis revealed a possible involvement of Dicers in the processing of itRFs. In summary, our findings implicate a novel role for tRFs in planarian regeneration, highlighting their importance in regulating complex systemic processes. Our study adds to the catalogue of post-transcriptional regulatory systems in planarian, providing valuable insights on the biogenesis and the function of tRFs in neoblasts and planarian regeneration.

Abstract The Fragile X Messenger Ribonucleoprotein (FMRP) is a selective RNA-binding protein that localizes to the cytoplasm and the nucleus. The loss of FMRP results in Fragile X Syndrome (FXS), an Autism Spectrum Disorder. FMRP interacts with ribosomes and regulates the translation of mRNAs essential for neuronal development and synaptic plasticity. However, the biochemical nature of this translation regulation is unknown. Here we report that a key feature of FMRP-mediated translation regulation during neuronal differentiation is modulating the 2’O-methylation of ribosomal RNA. 2’O-methylation, facilitated by C/D box snoRNAs in the nucleus, is a major epitranscriptome mark on rRNA, essential for ribosome assembly and function. We found that FMRP influences a distinct rRNA 2’O-Methylation pattern across neuronal differentiation. We show that in H9 ESCs, FMRP interacts with a selected set of C/D box snoRNA in the nucleus resulting in the generation of ribosomes with a distinct pattern of rRNA 2’O-Methylation. This epitranscriptome pattern on rRNA undergoes a significant change during the differentiation of ESCs to neuronal precursors and cortical neurons. ESCs display maximum hypomethylated residues on rRNA, which is eventually reduced in neuronal precursors and post-mitotic cortical neurons and this is correlated to the change in global protein synthesis among the states of differentiation. Importantly, this gradual change in the 2’O-methylation pattern during neuronal differentiation is altered in the absence of FMRP, which could impact neuronal development and contribute to dysregulated protein synthesis observed in Fragile X Syndrome. This also suggests the need for diversity in functional ribosomes during the early stages of development.

Vinculin, a mechanotransducer associated with both adherens junctions (AJ) and focal adhesions (FA) plays a central role in force transmission through these cell-cell and cell-substratum contacts. Here we describe the conditional knock out (KO) of vinculin in murine skin. Remarkably, we find that the loss of vinculin function results in the loss of bulge stem cell (BuSC) quiescence. We demonstrate that vinculin KO cells are impaired in force generation resulting in mechanically weak AJs. Mechanistically, vinculin functions by keeping α-catenin in a stretched conformation, which in turn regulates the retention of YAP1, another potent mechanotransducer and regulator of cell proliferation, to the junctions. Conditional KO of α-catenin specifically in the BuSCs further corroborates the importance of stable AJs in the maintenance of quiescence and stemness. Altogether, our data provides definitive mechanistic insights into the hitherto unexplored regulatory link between the mechanical stability of cell-junctions and the maintenance of BuSC quiescence.

Summary Regulatory functions of lncRNAs in neurons have been majorly limited to the nucleus. The identity of synaptic lncRNAs and their functional role associated with synapse development and memory are poorly understood. We employed RNA-seq analysis of synaptoneurosomes to identify 94 synapse-enriched lncRNAs from the mouse hippocampus. We find Pvt1 to be a specific regulator of excitatory, but not inhibitory, synapse development in vivo . RNA-Seq from Pvt1 knockdown neurons identified down-regulated transcripts encoding pre- and post-synaptic proteins influencing synapse formation. This observation is congruent with reduction in mEPSC amplitude and frequency. We find a synapse-centric role for SynLAMP which is specifically transported to the synaptic compartment upon contextual fear conditioning (CFC) and regulate activity-dependent dendritic translation. CFC led to enhancement of interaction between SynLAMP and the translation repressor FUS, indicating SynLAMP to be a molecular decoy. SynLAMP RNAi partially occludes fear memory, suggesting an input-specific role of lncRNAs at the synapse.

Mitochondrial state changes were shown to be critical for stem cell function. However, variation in the mitochondrial content in stem cells and the implication, if any, on differentiation is poorly understood. Here, using cellular and molecular studies, we show that the planarian pluripotent stem cells (PSCs) have low mitochondrial mass compared to its progenitors. Further, the mitochondrial mass correlated with OxPhos and inhibiting the transition to OxPhos dependent metabolism in cultured cells resulted in higher PIWI-1High neoblasts. Transplantation experiments provided functional validation that neoblasts with low mitochondrial mass are the true PSCs. In summary, we show that low mitochondrial mass is a hallmark of PSCs in planaria and provide a mechanism to isolate live, functionally active, PSCs from different cell cycle stages (G0/G1 and S, G2/M). Our study demonstrates that the change in mitochondrial metabolism, a feature of PSCs is conserved in planaria and highlights its role in organismal regeneration.

Transfer RNA (tRNA)-derived small RNAs (tsRNAs) have recently emerged as important regulators of protein translation and shown to have diverse biological functions. However, the underlying cellular and molecular mechanisms of tsRNA function in the context of dynamic cell-state transitions remain unclear. Here we report the identification of a set of tsRNAs upregulated in differentiating mouse embryonic stem cells (mESCs). Mechanistic analyses revealed primary functions of tsRNAs in regulating polysome assembly and translation. Notably, interactome studies with differentially-enriched tsRNAs revealed a switch in associations with 'effector' RNPs and 'target' mRNAs in different cell-states. We also demonstrate that a specific pool of tsRNAs can interact with Igf2bp1, an RNA-binding protein, to influence the expression of the pluripotency-promoting factor-c-Myc, thereby providing evidence for tsRNAs in modulating stem cell-states in mESCs. Finally, tsRNA expression analyses in distinct, heterologous cell and tissue models of stem/transformed versus differentiated/normal states reveal that tsRNA-mediated regulation of protein translation may represent a global biological phenomenon associated with cell-state transitions.