MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNAs involved in post-transcriptional gene regulation that have a major impact on many diseases and provides an exciting avenue towards antiviral therapeutics. From patient transcriptomic data, we have discovered a circulating miRNA, miR-2392, that is directly involved with SARS-CoV-2 machinery during host infection. Specifically, we show that miR-2392 is key in driving downstream suppression of mitochondrial gene expression, increasing inflammation, glycolysis, and hypoxia as well as promoting many symptoms associated with COVID-19 infection. We demonstrate miR-2392 is present in the blood and urine of COVID-19 positive patients, but not detected in COVID-19 negative patients. These findings indicate the potential for developing a novel, minimally invasive, COVID-19 detection method. Lastly, using in vitro human and in vivo hamster models, we have developed a novel miRNA-based antiviral therapeutic that targets miR-2392, significantly reduces SARS-CoV-2 viability in hamsters and may potentially inhibit a COVID-19 disease state in humans.

The laboratory mouse is the most widely used animal model for biomedical research, due in part to its well annotated genome, wealth of genetic resources and the ability to precisely manipulate its genome. Despite the importance of genetics for mouse research, genetic quality control (QC) is not standardized, in part due to the lack of cost effective, informative and robust platforms. Genotyping arrays are standard tools for mouse research and remain an attractive alternative even in the era of high-throughput whole genome sequencing. Here we describe the content and performance of a new Mouse Universal Genotyping Array (MUGA). MiniMUGA, an array-based genetic QC platform with over 11,000 probes. In addition to robust discrimination between most classical and wild-derived laboratory strains, MiniMUGA was designed to contain features not available in other platforms: 1) chromosomal sex determination, 2) discrimination between substrains from multiple commercial vendors, 3) diagnostic SNPs for popular laboratory strains, 4) detection of constructs used in genetically engineered mice, and 5) an easy to interpret report summarizing these results. In-depth annotation of all probes should facilitate custom analyses by individual researchers. To determine the performance of MiniMUGA we genotyped 6,899 samples from a wide variety of genetic backgrounds. The performance of MiniMUGA compares favorably with three previous iterations of the MUGA family of arrays both in discrimination capabilities and robustness. We have generated publicly available consensus genotypes for 241 inbred strains including classical, wild-derived and recombinant inbred lines. Here we also report the detection of a substantial number of XO and XXY individuals across a variety of sample types, the extension of the utility of reduced complexity crosses to genetic backgrounds other than C57BL/6, and the robust detection of 17 genetic constructs. There is preliminary but striking evidence that the array can be used to identify both partial sex chromosome duplication and mosaicism, and that diagnostic SNPs can be used to determine how long inbred mice have been bred independently from the main stock for a significant action of the genotyped inbred samples. We conclude that MiniMUGA is a valuable platform for genetic QC and important new tool to the increase rigor and reproducibility of mouse research.

Abstract The STING signaling pathway is essential for the innate immune response to DNA viruses and bacteria and is important in tumor immunity. STING binding to cGAMP or to synthetic agonists leads to the activation of the kinase TBK1 which phosphorylates the transcription factor IRF3 which promotes expression of type 1 interferons such as IFNβ to block viral activity. Aberrant type 1 IFN expression is associated with human diseases including autoimmunity, HIV, and cancer. Here we identify N-[4-(1H- pyrazolo [3,4-b] pyrazin-6-yl)-phenyl]-sulfonamide (Sanofi-14h), a compound with preference for inhibition of the AGC family kinase SGK3, as an inhibitor of IFNβ gene expression in response to STING stimulation of macrophages. Sanofi-14h abrogated SGK activity and also impaired activation of the critical TBK1/IRF3 pathway downstream of STING activation, notably blocking the ligand-induced interaction of STING with TBK1. Deletion of SGK1 and SGK3 in macrophages suppressed activation of IFNβ transcription but did not block TBK1/IRF3 activation downstream of STING. Gene and protein expression analysis revealed that deletion of SGK1/3 in a macrophage cell line decreases basal expression of critical transcription factors required for the innate immune response, such as IRF7 and STAT1. Additional studies reveal that other AGC kinase inhibitors block TBK1 and IRF3 activation suggesting common action on a critical regulatory node in the STING pathway. Thus, studies with Sanofi-14h have revealed both SGK-dependent and SGK-independent effects in the STING pathway and suggest a mechanism to alter type 1 IFN transcription through small molecule therapy.

ABSTRACT Non-small cell lung cancers demonstrate intrinsic resistance to cell death even in response to chemotherapy. Previous work suggested that defective nuclear translocation of active caspase 3 may play a role in resistance to cell death. Separately, our group has identified that mitogen activated protein kinase activated protein kinase 2 (MK2) is required for nuclear translocation of active caspase 3 in the execution of apoptosis. This study demonstrates a relatively low expression of MK2 in non-small cell lung carcinoma cell lines compared to small cell carcinoma cell lines. Further, overexpression of MK2 in non-small cell lung carcinoma cell lines results in increased caspase 3 activity and caspase 3 mediated cell death. Higher MK2 transcript levels were observed in patients with earlier-stage non-small cell lung cancer. Higher expression of MK2 is associated with better survival in patients with early stage non-small cell lung cancer across two independent clinical datasets. Using data sets spanning multiple cancer types, we observed improved survival with higher MK2 expression was unique to lung adenocarcinoma. Mechanistically, MK2 promotes nuclear translocation of caspase 3 leading to PARP1 cleavage and execution of cell death. While MK2 can directly phosphorylate caspase 3, neither phosphorylation status of caspase 3 nor the kinase activity of MK2 impacts caspase 3 activation, nuclear translocation and execution of cell death. Rather, a non-kinase function of MK2, specifically trafficking via its nuclear localization sequence, is required for caspase 3 mediated cell death. In summary this study highlights the importance of a non-enzymatic function of MK2 in the execution of apoptosis, which may be leveraged in the adjunctive treatment of NSCLC or other conditions where regulation of apoptosis is crucial.