Viruses pack antiviral mediators Viruses often hijack host proteins for their own use, turning host cells into virion-spewing machines. However, Bridgeman et al. and Gentili et al. now report a sneaky way that the host can fight back (see the Perspective by Schoggins). Host cells that expressed the enzyme cGAS, an innate immune receptor that senses cytoplasmic DNA, packaged the cGAS-generated second messenger cGAMP into virions. Virions could then transfer cGAMP to neighboring cells, triggering an antiviral gene program in these newly infected cells. Such transfer of an antiviral mediator may help to speed up the immune response to put the brakes on viral spread. Science , this issue pp. 1228 and 1232 ; see also p. 1166

Abstract Human leukocyte antigen (HLA) is highly polymorphic and plays a key role in guiding adaptive immune responses by presenting foreign and self peptides to T cells. Each HLA variant selects a minor fraction of peptides that match a certain motif required for optimal interaction with the peptide-binding groove. These restriction rules define the landscape of peptides presented to T cells. Given these limitations, one might suggest that the choice of peptides presented by HLA is non-random and there is preferential presentation of an array of peptides that is optimal for distinguishing self and foreign proteins. In this study we explore these preferences with a comparative analysis of self peptides enriched and depleted in HLA ligands. We show that HLAs exhibit preferences towards presenting peptides from certain proteins while disfavoring others with specific functions, and highlight differences between various HLA genes and alleles in those preferences. We link those differences to HLA anchor residue propensities and amino acid composition of preferentially presented proteins. The set of proteins that peptides presented by a given HLA are most likely to be derived from can be used to distinguish between class I and class II HLAs and HLA alleles. Our observations can be extrapolated to explain the protective effect of certain HLA alleles in infectious diseases, and we hypothesize that they can also explain susceptibility to certain autoimmune diseases and cancers. We demonstrate that these differences lead to differential presentation of HIV, influenza virus, SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 proteins by various HLA alleles. Finally, we show that the reported self peptidome preferences of distinct HLA variants can be compensated by combinations of HLA-A/HLA-B and HLA-A/HLA-C alleles in frequent haplotypes.

Understanding and eliciting protective immune responses to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is an urgent priority. To facilitate these objectives, we have profiled the repertoire of human leukocyte antigen class II (HLA-II)-bound peptides presented by HLA-DR diverse monocyte-derived dendritic cells pulsed with SARS-CoV-2 spike (S) protein. We identify 209 unique HLA-II-bound peptide sequences, many forming nested sets, which map to sites throughout S including glycosylated regions. Comparison of the glycosylation profile of the S protein to that of the HLA-II-bound S peptides revealed substantial trimming of glycan residues on the latter, likely introduced during antigen processing. Our data also highlight the receptor-binding motif in S1 as a HLA-DR-binding peptide-rich region. Results from this study have application in vaccine design, and will aid analysis of CD4+ T cell responses in infected individuals and vaccine recipients.

The deubiquitylating enzyme USP18 is a major negative regulator of the interferon (IFN) signalling cascade. IFN pathways contribute to resistance to conventional chemotherapy, radiotherapy, and immunotherapy and are often deregulated in cancer. USP18 is the predominant human protease that cleaves interferon-stimulated gene ISG15, a ubiquitin-like protein tightly regulated in the context of innate immunity, from its modified substrate proteins in vivo. In this study, using advanced proteomic techniques, we have expanded the USP18-dependent ISGylome and proteome in a chronic myeloid leukaemia (CML)-derived cell line (HAP1) treated with type I IFN. Novel ISGylation targets were characterised that modulate the sensing of innate ligands, antigen presentation and secretion of cytokines. Consequently, CML USP18-deficient cells are more antigenic, driving increased activation of cytotoxic T lymphocytes (CTLs) and are more susceptible to irradiation. Our results suggest USP18 as a pharmacological target in cancer immunotherapy and radiotherapy.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

Proteasomes catalyse the degradation of endogenous proteins into oligopeptides, but can concurrently create spliced oligopeptides through ligation of previously non-contiguous peptide fragments. Recent studies have uncovered a formerly unappreciated role for proteasome-catalysed peptide splicing (PCPS) in the generation of non-genomically templated major histocompatibility complex class I (MHC-I)-bound cis-spliced peptides that can be targeted by CD8+ T cells in cancer and infection. However, the mechanisms defining PCPS reactions are poorly understood. Here, we experimentally define the biochemical constraints of proteasome-catalysed cis-splicing reactions by examination of in vitro proteasomal digests of a panel of viral- and self-derived polypeptide substrates using a tailored mass-spectrometry-based de novo sequencing workflow. We show that forward and reverse PCPS reactions display unique splicing signatures, defined by preferential fusion of distinct amino acid residues with stringent peptide length distributions, suggesting sequence- and size-dependent accessibility of splice reactants for proteasomal substrate binding pockets. Our data provide the basis for a more informed mechanistic understanding of PCPS that will facilitate future prediction of spliced peptides from protein sequences.

Cyclic GMP-AMP (cGAMP) is an immunostimulatory second messenger produced by cGAS that activates STING. Soluble cGAMP acts as an adjuvant when administered with antigens. cGAMP is also incorporated into enveloped virus particles during budding. We hypothesised that inclusion of the adjuvant cGAMP within viral vaccine vectors would promote adaptive immunity against vector antigens. We immunised mice with virus-like particles (VLPs) containing the HIV-1 Gag protein and VSV-G. Inclusion of cGAMP within these VLPs augmented splenic VLP-specific CD4 and CD8 T cell responses. It also increased VLP- and VSV-G-specific serum antibody titres and enhanced in vitro virus neutralisation. The superior antibody response was accompanied by increased numbers of T follicular helper cells in draining lymph nodes. Vaccination with cGAMP-loaded VLPs containing haemagglutinin induced high titres of influenza A virus neutralising antibodies and conferred protection following subsequent influenza A virus challenge. Together, these results show that incorporating cGAMP into VLPs enhances their immunogenicity, making cGAMP-VLPs an attractive platform for novel vaccination strategies.