Abstract A male mutation bias is observed across vertebrates, and, where data are available, this bias is accompanied by increased per-generation mutation rates with parental age. While continuing mitotic cell division in the male germline post-puberty has been proposed as the major cellular mechanism underlying both patterns, little direct evidence for this role has been found. Understanding the evolution of the per-generation mutation rate among species requires that we identify the molecular mechanisms that change between species. Here, we study the per-generation mutation rate in an extended pedigree of the brown (grizzly) bear, Ursus arctos horribilis . Brown bears hibernate for one-third of the year, a period during which spermatogenesis slows or stops altogether. The cessation of spermatogenesis is predicted to lessen the male mutation bias and to lower the per-generation mutation rate in this species. However, using whole-genome sequencing, we find that both male bias and per-generation mutation rates are the same as expected for a non-hibernating species. We also carry out a phylogenetic comparison of substitution rates along the lineage leading to brown bear and panda (a non-hibernating species) and find no slowing of the substitution rate in the hibernator. Our results contribute to accumulating evidence that suggests that male germline cell division is not the major determinant of mutation rates and mutation biases. The results also provide a quantitative basis for improved estimates of the timing of carnivore evolution.

ABSTRACT The study of antigen-specific lymphocytes has been a key advancement in immunology the past few decades. The development of multimerized probes containing antigens, peptide:MHC complexes, or other ligands was one innovation allowing the direct study antigen-specific lymphocytes by flow cytometry. While these types of studies are now common and performed by thousands of laboratories, quality control and assessment of probe quality is often minimal. In fact, many of these types of probes are made in-house and protocols vary between labs. While peptide:MHC multimers can often be obtained from commercial sources or core facilities, few such services exist for antigen multimers. To ensure high quality and consistency with ligand probes, we have developed an easy and robust multiplexed approach using commercially available beads able to bind antibodies specific for the ligand of interest. Using this assay, we have sensitively assessed the performance of peptide:MHC and antigen tetramers and find considerable batch-to-batch variability in performance and stability over time. This assay can also reveal common production errors such as miscalculation of antigen concentration. Unexpectedly, probes including the fluorochrome allophycocyanin exhibited more rapid performance decline compared to probes including the fluorochrome R-phycoerythrin when both were stored at 4°C. This performance decline was reduced for most, but not all, batches when antigen tetramers were instead stored at −20°C in 50% glycerol. This work could set the stage for the development of standardized assays for all commonly used ligand probes to limit lab-to-lab technical variation, and experimental failure due to probe underperformance.

ABSTRACT Respiratory syncytial virus (RSV), human metapneumovirus (HMPV), and human parainfluenza virus types one (HPIV1) and three (HPIV3) are a major cause of death, morbidity, and health care costs worldwide, and they can exact a significant toll on immunocompromised patients, the elderly, and those with underlying lung disease. There is an unmet medical need for safe and effective medications for many of the viruses responsible for common respiratory viral infections in vulnerable patient populations. While a protective monoclonal antibody exists for RSV, clinical use is limited to high-risk infant populations. Here, we present the discovery, in vitro characterization, and in vivo efficacy testing of two cross-neutralizing monoclonal antibodies, one targeting both HPIV3 and HPIV1 and the other targeting both RSV and HMPV. The 3×1 antibody is capable of targeting multiple parainfluenza viruses; the MxR antibody shares features with other previously reported monoclonal antibodies that are capable of neutralizing both RSV and HMPV. We obtained structures using cryo-electron microscopy of these antibodies in complex with their antigens to 3.62 Å resolution for 3×1:HPIV3 and to 2.24 Å for MxR:RSV, providing a structural basis to corroborate our in vitro characterization of binding and neutralization. Together, a cocktail of 3×1 and MxR could have clinical utility in providing broad protection against four of the respiratory viruses that cause significant morbidity and mortality in at-risk individuals.