MicroRNA (miRNA) is one class of newly identified, small, non-coding RNAs that play versatile and important roles in post-transcriptional gene regulation. All miRNAs have similar secondary hairpin structures; many of these are evolutionarily conserved. This suggests a powerful approach to predict the existence of new miRNA orthologs or homologs in other species. We developed a comprehensive strategy to identify new miRNA homologs by mining the repository of available ESTs. A total of 481 miRNAs, belonging to 37 miRNA families in 71 different plant species, were identified from more than 6 million EST sequences in plants. The potential targets of the EST-predicted miRNAs were also elucidated from the EST and protein databases, providing additional evidence for the real existence of these miRNAs in the given plant species. Some plant miRNAs were physically clustered together, suggesting that these miRNAs have similar gene expression patterns and are transcribed together as a polycistron, as observed among animal miRNAs. The uracil nucleotide is dominant in the first position of 5' mature miRNAs. Our results indicate that many miRNA families are evolutionarily conserved across all major lineages of plants, including mosses, gymnosperms, monocots and eudicots. Additionally, the number of miRNAs discovered was directly related to the number of available ESTs and not to evolutionary relatedness to Arabidopsis thaliana, indicating that miRNAs are conserved and little phylogenetic signal exists in the presence or absence of these miRNAs. Regulation of gene expression by miRNAs appears to have existed at the earliest stages of plant evolution and has been tightly constrained (functionally) for more than 425 million years.

Abstract Background MicroRNAs (miRNAs) are a new class of small, endogenous RNAs that play a regulatory role in the cell by negatively affecting gene expression at the post-transcriptional level. miRNAs have been shown to control numerous genes involved in various biological and metabolic processes. There have been extensive studies on discovering miRNAs and analyzing their functions in model species, such as Arabidopsis and rice. Increasing investigations have been performed on important agricultural crops including soybean, conifers, and Phaselous vulgaris but no studies have been reported on discovering peanut miRNAs using a cloning strategy. Results In this study, we employed the next generation high through-put Solexa sequencing technology to clone and identify both conserved and species-specific miRNAs in peanuts. Next generation high through-put Solexa sequencing showed that peanuts have a complex small RNA population and the length of small RNAs varied, 24-nt being the predominant length for a majority of the small RNAs. Combining the deep sequencing and bioinformatics, we discovered 14 novel miRNA families as well as 75 conserved miRNAs in peanuts. All 14 novel peanut miRNAs are considered to be species-specific because no homologs have been found in other plant species except ahy-miRn1, which has a homolog in soybean. qRT-PCR analysis demonstrated that both conserved and peanut-specific miRNAs are expressed in peanuts. Conclusions This study led to the discovery of 14 novel and 22 conserved miRNA families from peanut. These results show that regulatory miRNAs exist in agronomically important peanuts and may play an important role in peanut growth, development, and response to environmental stress.

Nanoparticles are a class of newly emerging environmental pollutions. To date, few experiments have been conducted to investigate the effect nanoparticles may have on plant growth and development. It is important to study the effects nanoparticles have on plants because they are stationary organisms that cannot move away from environmental stresses like animals can, therefore they must overcome these stresses by molecular routes such as altering gene expression. microRNAs (miRNA) are a newly discovered, endogenous class of post-transcriptional gene regulators that function to alter gene expression by either targeting mRNAs for degradation or inhibiting mRNAs translating into proteins. miRNAs have been shown to mediate abiotic stress responses such as drought and salinity in plants by altering gene expression, however no study has been performed on the effect of nanoparticles on the miRNA expression profile; therefore our aim in this study was to classify if certain miRNAs play a role in plant response to Al2O3 nanoparticle stress. In this study, we exposed tobacco (Nicotiana tabacum) plants (an important cash crop as well as a model organism) to 0%, 0.1%, 0.5%, and 1% Al2O3 nanoparticles and found that as exposure to the nanoparticles increased, the average root length, the average biomass, and the leaf count of the seedlings significantly decreased. We also found that miR395, miR397, miR398, and miR399 showed an extreme increase in expression during exposure to 1% Al2O3 nanoparticles as compared to the other treatments and the control, therefore these miRNAs may play a key role in mediating plant stress responses to nanoparticle stress in the environment. The results of this study show that Al2O3 nanoparticles have a negative effect on the growth and development of tobacco seedlings and that miRNAs may play a role in the ability of plants to withstand stress to Al2O3 nanoparticles in the environment.

Significance We sequenced the genome and transcriptomes of the wild olive (oleaster). More than 50,000 genes were predicted, and evidence was found for two relatively recent whole-genome duplication events, dated at approximately 28 and 59 Mya. Whole-genome sequencing, as well as gene expression studies, provide further insights into the evolution of oil biosynthesis, and will aid future studies aimed at further increasing the production of olive oil, which is a key ingredient of the healthy Mediterranean diet and has been granted a qualified health claim by the US Food and Drug Administration.

Abstract Numerous mutations in the spike protein of SARS-CoV-2 B.1.1.529 Omicron variant pose a crisis for antibody-based immunotherapies. The efficacy of emergency use authorized (EUA) antibodies that developed in early SARS-CoV-2 pandemic seems to be in flounder. We tested the Omicron neutralization efficacy of an early B cell antibody repertoire as well as several EUA antibodies in pseudovirus and authentic virus systems. More than half of the antibodies in the repertoire that showed good activity against WA1/2020 previously had completely lost neutralizing activity against Omicron, while antibody 8G3 displayed non-regressive activity. EUA antibodies Etesevimab, Casirivimab, Imdevimab and Bamlanivimab were entirely desensitized by Omicron. Only Sotrovimab targeting the non-ACE2 overlap epitope showed a dramatic decrease activity. Antibody 8G3 efficiently neutralized Omicron in pseudovirus and authentic virus systems. The in vivo results showed that Omicron virus was less virulent than the WA1/2020 strain, but still caused deterioration of health and even death in mice. Treatment with 8G3 quickly cleared virus load of mice. Antibody 8G3 also showed excellent activity against other variants of concern (VOCs), especially more efficient against authentic Delta plus virus. Collectively, our results suggest that neutralizing antibodies with breadth remains broad neutralizing activity in tackling SARS-CoV-2 infection despite the universal evasion from EUA antibodies by Omicron variant.

Abstract Single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) is one of the most advanced sequencing technologies for studying transcriptome landscape at the single-cell revolution. It provides numerous advantages over traditional RNA-seq. Since it was first used to profile single-cell transcriptome in plants in 2019, it has been extensively employed to perform different research in plants. Recently, scRNA-seq was also quickly adopted by the cotton research community to solve lots of scientific questions which have been never solved. In this comment, we highlighted the significant progress in employing scRNA-seq to cotton genetic and genomic study and its future potential applications.

Abstract Emerging SARS-CoV-2 variants are threatening the efficacy of antibody therapies. Combination treatments including ACE2-Fc have been developed to overcome the evasion of neutralizing antibodies (NAbs) in individual cases. Here we conducted a comprehensive evaluation of this strategy by combining ACE2-Fc with NAbs of diverse epitopes on the RBD. NAb+ACE2-Fc combinations efficiently neutralized HIV-based pseudovirus carrying the spike protein of the Delta or Omicron variants, achieving a balance between efficacy and breadth. In an antibody escape assay using replication-competent VSV-SARS-CoV-2-S, all the combinations had no escape after fifteen passages. By comparison, all the NAbs without combo with ACE2-Fc had escaped within six passages. Further, the VSV-S variants escaped from NAbs were neutralized by ACE2-Fc, revealing the mechanism of NAb+ACE2-Fc combinations survived after fifteen passages. We finally examined ACE2-Fc neutralization against pseudovirus variants that were resistant to the therapeutic antibodies currently in clinic. Our results suggest ACE2-Fc is a universal combination partner to combat SARS-CoV-2 variants including Delta and Omicron.

Abstract Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) variants of concern (VOCs) continue to wreak havoc across the globe. Higher transmissibility and immunologic resistance of VOCs bring unprecedented challenges to epidemic extinguishment. Here we describe a monoclonal antibody, 2G1, that neutralizes all current VOCs and has surprising tolerance to mutations adjacent to or within its interaction epitope. Cryo-electron microscopy structure showed that 2G1 bound to the tip of receptor binding domain (RBD) of spike protein with small contact interface but strong hydrophobic effect, which resulted in nanomolar to sub-nanomolar affinities to spike proteins. The epitope of 2G1 on RBD partially overlaps with ACE2 interface, which gives 2G1 ability to block interaction between RBD and ACE2. The narrow binding epitope but high affinity bestow outstanding therapeutic efficacy upon 2G1 that neutralized VOCs with sub-nanomolar IC 50 in vitro . In SARS-CoV-2 and Beta- and Delta-variant-challenged transgenic mice and rhesus macaque models, 2G1 protected animals from clinical illness and eliminated viral burden, without serious impact to animal safety. Mutagenesis experiments suggest that 2G1 could be potentially capable of dealing with emerging SARS-CoV-2 variants in future. This report characterized the therapeutic antibodies specific to the tip of spike against SARS-CoV-2 variants and highlights the potential clinical applications as well as for developing vaccine and cocktail therapy.

Antibody therapy of anti-HER2 monoclonal antibody (mAb) has been an important strategy in treating HER2-positive cancers. However, the efficacy is restricted by many factors, including the level of HER2 expressed by tumor cells and antibody resistance. To overcome these and boost the efficacy, a novel nanoparticle (NP) was constructed in this study for combined antibody therapy of antibody and photothermal therapy (PTT). This novel NP was assembled from 1-pyrenecarboxylic acid (PCA) functionalized anti-HER2 mAb and indocyanine green (ICG), a photothermal transduction agents (PTA), by non-covalent interactions, which was named as Anti-HER2 mAb-pyrene-indocyanine green (H-P-I). Notably, the constructed H-P-I NP not only maintained the affinity and cytotoxicity of anti-HER2 mAb, but also exhibited high photothermal conversion efficiency mediated by ICG. Both in vitro and in vivo assessments confirmed that compared with monotherapy of antibody or ICG, H-P-I demonstrated preferable efficacy in treating HER2-positive cancers. Further biochemistry analysis and pathological analysis ensured the biosafety of H-P-I administration. Taked together, this study proposes a feasible method for constructing tumor-targeted nano PTA based on anti-HER2 mAb through supramolecular self-assembly strategy, achieving synergistic antibody photothermal anticancer treatment, which has the potential to be a promising candidate for combination therapy of HER2-positive cancers.