Abstract Although ACE2 is the primary receptor for SARS-CoV-2 infection, a systematic assessment of host factors that regulate binding to SARS-CoV-2 spike protein has not been described. Here we use whole genome CRISPR activation to identify host factors controlling cellular interactions with SARS-CoV-2. Our top hit was a TLR -related cell surface receptor called leucine-rich repeat-containing protein 15 ( LRRC15 ). LRRC15 expression was sufficient to promote SARS-CoV-2 Spike binding where they form a cell surface complex. LRRC15 mRNA is expressed in human collagen-producing lung myofibroblasts and LRRC15 protein is induced in severe COVID-19 infection where it can be found lining the airways. Mechanistically, LRRC15 does not itself support SARS-CoV-2 infection, but fibroblasts expressing LRRC15 can suppress both pseudotyped and authentic SARS-CoV-2 infection in trans . Moreover, LRRC15 expression in fibroblasts suppresses collagen production and promotes expression of IFIT, OAS, and MX-family antiviral factors. Overall, LRRC15 is a novel SARS-CoV-2 spike-binding receptor that can help control viral load and regulate antiviral and antifibrotic transcriptional programs in the context of COVID-19 infection.

ABSTRACT Global control of COVID-19 requires broadly accessible vaccines that are effective against SARS-CoV-2 variants. In this report, we exploit the immunostimulatory properties of bacille Calmette-Guérin (BCG), the existing tuberculosis vaccine, to deliver a vaccination regimen with potent SARS-CoV-2-specific protective immunity. Combination of BCG with a stabilized, trimeric form of SARS-CoV-2 spike antigen promoted rapid development of virus-specific IgG antibodies in the blood of vaccinated mice, that was further augmented by the addition of alum. This vaccine formulation, BCG:CoVac, induced high-titre SARS-CoV-2 neutralizing antibodies (NAbs) and Th1-biased cytokine release by vaccine-specific T cells, which correlated with the early emergence of T follicular helper cells in local lymph nodes and heightened levels of antigen-specific plasma B cells after vaccination. Vaccination of K18-hACE2 mice with a single dose of BCG:CoVac almost completely abrogated disease after SARS-CoV-2 challenge, with minimal inflammation and no detectable virus in the lungs of infected animals. Boosting BCG:CoVac-primed mice with a heterologous vaccine further increased SARS-CoV-2-specific antibody responses, which effectively neutralized B.1.1.7 and B.1.351 SARS-CoV-2 variants of concern. These findings demonstrate the potential for BCG-based vaccination to protect against major SARS-CoV-2 variants circulating globally.

Abstract IS 1111 and IS 110 insertion sequence (IS) family members encode an unusual DEDD transposase type and exhibit specific target site selection. The IS 1111 group include identifiable subterminal inverted repeats (sTIR) not found in the IS 110 type 1 . IS in both families include a noncoding region (NCR) of significant length and, as each individual IS or group of closely related IS selects a different site, we had previously proposed that an NCR-derived RNA was involved in target selection 2 . Here, we find that the NCR is usually downstream of the transposase gene in IS 1111 family IS and upstream in the IS 110 type. Four IS 1111 and one IS 110 family members that target different sequences are used to demonstrate that the NCR determines a short seeker RNA (seekRNA) that co-purified with the transposase. The seekRNA is essential for transposition of the IS or a cargo flanked by IS ends from and to the preferred target. Short sequences matching both top and bottom strands of the target are present in the seekRNA but their order in IS 1111 and IS 110 family IS is reversed. Reprogramming the seekRNA and donor flank to target a different site is demonstrated, indicating future biotechnological potential for these systems.

ABSTRACT The COVID-19 pandemic, caused by SARS-CoV-2, has led to substantial morbidity, mortality and disruption globally. Cellular entry of SARS-CoV-2 is mediated by the viral spike protein and affinity ligands to this surface protein have the potential for applications as antivirals and diagnostic reagents. Here, we describe the affinity selection of cyclic peptide ligands to the SARS-CoV-2 spike protein receptor binding domain (RBD) from three distinct libraries (in excess of a trillion molecules each) by mRNA display. We identified six high affinity molecules with dissociation constants ( K D ) in the nanomolar range (15-550 nM) to the RBD. The highest affinity ligand could be used as an affinity reagent to detect spike protein in solution by ELISA, and the co-crystal structure of this molecule bound to the RBD demonstrated that it binds to a cryptic binding site, displacing a β-strand near the C-terminus. Our findings provide key mechanistic insight into the binding of peptide ligands to the SARS-CoV-2 spike RBD and the ligands discovered in this work may find future use as reagents for diagnostic applications.