ABSTRACT As of middle May 2020, the causative agent of COVID-19, SARS-CoV-2, has infected over 4 million people with more than 300 thousand death as official reports 1,2 . The key to understanding the biology and virus-host interactions of SARS-CoV-2 requires the knowledge of mutation and evolution of this virus at both inter- and intra-host levels. However, despite quite a few polymorphic sites identified among SARS-CoV-2 populations, intra-host variant spectra and their evolutionary dynamics remain mostly unknown. Here, using deep sequencing data, we achieved and characterized consensus genomes and intra-host genomic variants from 32 serial samples collected from eight patients with COVID-19. The 32 consensus genomes revealed the coexistence of different genotypes within the same patient. We further identified 40 intra-host single nucleotide variants (iSNVs). Most (30/40) iSNVs presented in single patient, while ten iSNVs were found in at least two patients or identical to consensus variants. Comparison of allele frequencies of the iSNVs revealed genetic divergence between intra-host populations of the respiratory tract (RT) and gastrointestinal tract (GIT), mostly driven by bottleneck events among intra-host transmissions. Nonetheless, we observed a maintained viral genetic diversity within GIT, showing an increased population with accumulated mutations developed in the tissue-specific environments. The iSNVs identified here not only show spatial divergence of intra-host viral populations, but also provide new insights into the complex virus-host interactions.

Continued evolution of SARS-CoV-2 generates variants to challenge antibody immunity established by infection and vaccination. A connection between population immunity and genesis of virus variants has long been suggested but its molecular basis remains poorly understood. Here, we identify a class of SARS-CoV-2 neutralising public antibodies defined by their shared usage of VL6-57 light chains. Although heavy chains of diverse genotypes are utilized, convergent HCDR3 rearrangements have been observed among these public antibodies to cooperate with germline VL6-57 LCDRs to target a convergent epitope defined by RBD residues S371-S373-S375. Antibody repertoire analysis identifies that this class of VL6-57 antibodies is present in SARS-CoV-2-naive individuals and is clonally expanded in most COVID-19 patients. We confirm that Omicron specific substitutions at S371, S373 and S375 mediate escape of antibodies of the VL6-57 class. These findings support that this class of public antibodies constitutes immune pressure promoting the introduction of S371L/F-S373P-S375F in Omicron variants. The results provide further molecular evidences to support that antigenic evolution of SARS-CoV-2 is driven by antibody mediated population immunity.

The vegetal pole cytoplasm represents a critical source of maternal signals for patterning the primary dorsoventral axis of the early embryo. Vegetally localized dorsal determinants are essential for the formation of the Spemann organizer, which expresses both bone morphogenetic proteins and their antagonists. The extracellular regulation of BMP signalling activity has been well characterized, however, transcriptional regulation of bmp genes along the dorsoventral axis remains largely unknown. Here, we report a novel mode of maternal regulation of BMP signalling in the lateral and ventral regions by analyzing the unexpected dorsalizing effect following vegetal yolk ablation experiment. We identified Vrtn as a novel vegetally localized maternal factor displaying dorsalizing activity. It functions as a novel transcriptional repressor to regulate bmp2b expression in the marginal region. Mechanistically, Vrtn binds bmp2b upstream sequence and inhibits its transcription independently of maternal Wnt/beta-catenin signalling. By creating vrtn loss-of-function mutation and analyzing maternal-zygotic mutant embryos, we further showed that Vrtn is required for the formation of dorsoventral axis. Our work thus unveils a novel maternal mechanism regulating BMP gradient during dorsoventral specification.

Cashmere goats, as an important part of animal husbandry production, make outstanding contributions to animal fiber industry. In recent years, a great deal of research has been done on the molecular regulation mechanism of hair follicle cycle growth. However, there are few reports on the molecular regulation mechanisms of secondary hair follicle growth cycle in cashmere goats. In this study, we used transcriptome sequencing technique to sequence the skin of Inner Mongolia cashmere goats in different periods, Analyze the variation and difference of genes in the whole hair follicle cycle. And then, we verified the regulation mechanism of cashmere goat secondary hair follicle growth cycle by fluorescence quantitative PCR. As the result shows: The results of tissue section showed that the growth cycle of cashmere hair could be divided into three distinct periods: growth period (March-September), regression period (September-December) and resting period (December-March). The results of differential gene analysis showed that March was considered the beginning of the cycle, and the difference of gene expression was the most significant. Cluster analysis of gene expression in the whole growth cycle further supported the key nodes of the three periods of villus growth, and the differential gene expression of keratin corresponding to the villus growth cycle further supported the results of tissue slices. Quantitative fluorescence analysis showed that KAP3.1, KRTAP 8-1 and KRTAP 24-1 genes had close positive correlation with the growth cycle of cashmere, and their regulation was consistent with the growth cycle of cashmere. However, there was a sequence of expression time, indicating that the results of cycle regulation made the growth of cashmere change.

Abstract The second cell fate decision in the early stage of mammalian embryonic development is pivotal; however, the underlying molecular mechanism is largely unexplored. Here, we report that Prmt1 acts as an important regulator in primitive endoderm (PrE) formation. First, an embryonic chimeric assay showed that Prmt1 inhibition induces the integration of mouse embryonic stem cells (ESCs) into the PrE. Second, Prmt1 inhibition promotes Gata6 expression in both mouse blastocysts and ESCs. Single-cell RNA sequencing and flow cytometry assays demonstrated that Prmt1 depletion in ESCs contributes to an emerging cluster, where PrE genes are upregulated significantly. Furthermore, the efficiency of extraembryonic endoderm stem cell induction increased in Prmt1-depleted ESCs. Finally, we showed that the pluripotency factor Klf4 methylated at Arg396 by Prmt1 is required for recruitment of the repressive mSin3a/HDAC complex to silence PrE genes. Therefore, we reveal a regulatory mechanism for cell fate decisions centered on Prmt1-mediated Klf4 methylation.