Abstract COVID-19 that emerged as a global pandemic is caused by SARS-CoV-2 virus. The virus genome analysis during disease spread reveals about its evolution and transmission. We did whole genome sequencing of 225 clinical strains from the state of Odisha in eastern India using ARTIC protocol-based amplicon sequencing. Phylogenetic analysis identified the presence of all five reported clades 19A, 19B, 20A, 20B and 20C in the population. The analyses revealed two major routes for the introduction of the disease in India i.e. Europe and South-east Asia followed by local transmission. Interestingly, 19B clade was found to be much more prevalent in our sequenced genomes (17%) as compared to other genomes reported so far from India. The haplogroup analysis for clades showed evolution of 19A and 19B in parallel whereas the 20B and 20C appeared to evolve from 20A. Majority of the 19A and 19B clades were present in cases that migrated from Gujarat state in India suggesting it to be one of the major initial points of disease transmission in India during month of March and April. We found that with the time 20A and 20B clades evolved drastically that originated from central Europe. At the same time, it has been observed that 20A and 20B clades depicted selection of four common mutations i.e. 241 C>T (5’UTR), P323L in RdRP, F942F in NSP3 and D614G in the spike protein. We found an increase in the concordance of G614 mutation evolution with the viral load in clinical samples as evident from decreased Ct value of spike and Orf1ab gene in qPCR. Molecular modelling and docking analysis identified that D614G mutation enhanced interaction of spike with TMPRSS2 protease, which could impact the shedding of S1 domain and infectivity of the virus in host cells.

Abstract Chikungunya virus (CHIKV) epidemics around the world have created public health concern with the unavailability of effective drugs and vaccines. This emphasizes the need for molecular understanding of host-virus interactions for developing effective targeted antivirals. Microarray analysis was carried out using CHIKV strain (Prototype and Indian) infected Vero cells and two host isozymes, MK2 and MK3 were selected for further analysis. Gene silencing and drug treatment were performed in vitro and in vivo to unravel the role of MK2/MK3 in CHIKV infection. Gene silencing of MK2 and MK3 abrogated around 58% CHIKV progeny release from the host cell and a MK2 activation (a) inhibitor (CMPD1) treatment demonstrated 68% inhibition of viral infection suggesting a major role of MAPKAPKs during the late phase of CHIKV infection in vitro . Further, it was observed that the inhibition in viral infection is primarily due to the abrogation of lamellipodium formation through modulation of factors involved in the actin cytoskeleton remodeling pathway that is responsible for releasing the virus from the infected cells. Moreover, CHIKV-infected C57BL/6 mice demonstrated reduction in the viral copy number, lessened disease score and better survivability after CMPD1 treatment. In addition, reduction in expression of key pro-inflammatory mediators such as CXCL13, RAGE, FGF, MMP9 and increase in HGF (a CHIKV infection recovery marker) was observed indicating the effectiveness of this drug against CHIKV. Additionally, CMPD1 also inhibited HSV1 and SARS CoV2-19 infection in vitro . Taken together it can be proposed that MK2 and MK3 are crucial host factors for CHIKV infection and can be considered as key targets for developing effective anti-CHIKV strategies in future. Author summary Chikungunya virus has been a dreaded disease from the first time it occurred in 1952 Tanzania. Since then it has been affecting the different parts of the world at different time periods in large scale. It is typically transmitted to humans by bites of Aedes aegypti and Aedes albopictus mosquitoes. Although, studies have been undertaken to combat the disease still there are no effective strategies like vaccines or antivirals against it. Therefore it is essential to understand the virus and host interaction to overcome this hurdle. In this study two host factors MK2 and MK3 have been taken into consideration to see how they regulate the multiplication of the virus. The in vitro experiments demonstrated that inhibition of MK2 and MK3 restricted viral infection Further, it was observed that this is due to the blocking of lamellipodium formation by modifying the factors involved in the actin cytoskeleton remodeling pathway that is responsible for releasing the virus from the infected cells. Besides, decreased disease score as well as better survivability was noticed in the in vivo experiments with mice. Therefore, MK2 and MK3 could be considered as the key targets for controlling CHIKV infection.

Abstract Viruses utilize a plethora of strategies to manipulate the host pathways and hijack its machineries for efficient replication. Several DNA as well as handful of RNA viruses are reported to interact with proteins involved in DNA damage responses (DDR). As the DDR pathways have never been explored in Alphaviruses, this investigation intended to determine the importance of the DDR pathways in CHIKV infection through in vitro, in vivo and ex vivo models. The study reveals that CHIKV infection activates the Chk2 and Chk1 proteins associated with DDR signaling pathways and increases DNA damage by 95%. Inhibition of both ATM-ATR kinases by ATM/ATR kinase inhibitor (AAKi) shows drastic reduction in viral particle formation in vitro. Next, the treatment of mice with this drug has been shown to reduce the disease score substantially in CHIKV-infected C57BL/6 mice with 71% decrement in the viral copy and the same has been established in hPBMC-derived monocyte-macrophage populations. Additionally, gene silencing of Chk2 and Chk1 reduces viral progeny formation around 73.7% and 78% respectively. Moreover, it has been demonstrated that CHIKV-nsP2 interacts with Chk2 and Chk1 during CHIKV infection and docking analysis depicts the specific amino acids responsible for these interactions. Further, the data suggests that CHIKV infection induces cell cycle arrest in G1 and G2 phases. In conclusion, this work demonstrated for the first time the mechanistic insight of the induction of DDR pathways by CHIKV that might contribute to the designing of effective therapeutics for the control of this virus infection in future. IMPORTANCE Viruses being intra-cellular parasite, need several host cell machineries so as to achieve effective replication of their own genome, along with virus-encoded enzymes. One of the strategies is to hijack the DDR pathways. Several DNA as well as handful of RNA viruses interact with the cellular proteins involved in DDR pathways, however, reports with respect to the association of Chk2 and Chk1 in alphavirus infection are scanty. Hence, this study is amongst the first to report that modulation of DDR pathways is crucial for effective CHIKV infection. This work also shows that there is interaction of CHIKV-nsP2 with two crucial host factors, Chk2 and Chk1 for efficient viral infection. Interestingly, CHIKV infection was found to cause DNA damage and arrest cell cycle in G1 and G2 phases to facilitate viral infection. This information might facilitate to develop effective therapeutics for the control of the CHIKV infection in future.

Japanese encephalitis virus (JEV) comes under the family Flaviviridae and genus flavivirus. It predominantly infects the children under the age of 10 years and the case fatality rate can stretch out as high as 30%. Pigs act as reservoir and amplifying intermediate host for JEV. Recent report suggested longer persistence of JEV in tonsil than in circulation of experimentally infected pigs. The current investigation was conducted to understand the prevalence and molecular epidemiology of JEV infection in pigs in three different geographical sites in India (Odisha, Assam and Manipur). Serum samples were tested by ELISA and RT-PCR for detection of JEV, while only RT-PCR was done in case of tonsils tissues collected from pigs slaughtered in abattoir. Prevalence of JEV was highest in Manipur (25.45% in serum and 10.08% in tonsil) but lower in Assam (3.75% in serum and 0% in tonsils) and Odisha (1.49% in serum and 3.7% in tonsils). The percentage of sero-positivity was found to be 3.75% of IgM and 9.9% of IgG in Assam and Odisha respectively. Genotype III (GIII) of JEV was the dominant genotype and sporadic mutations of S83G, H76P, E78Q, C55S, and S64W along with two consistent mutations V46S and V51I were observed in all the GIII strains. Analysis of the E gene sequence revealed a single mutation, S118N in the GI strain. Older pigs (above 7 months) were found to be infected relatively more (8.6%) than younger pigs (age group 3-7 months). In conclusion, the high JE virus infection rate of pig in the current locations suggests the need for continuous surveillance of this virus in pigs which will ultimately help to adopt an effective control strategy to prevent the spread of JE infection to human.

Activation of type 1 interferon response is extensively connected with the antiviral immunity and pathogenesis of autoimmune diseases. Here, we found that IRGM, whose deficiency is linked with the genesis of several autoimmune disorders, is a master negative regulator of the interferon response. Mechanistically, we show that IRGM interacts with nucleic acid sensor proteins, including cGAS and RIG-I, and mediates their autophagic degradation to restrain activation of interferon signaling. Further, IRGM maintains mitophagy flux, and its deficiency results in the accumulation of defunct leaky mitochondria that releases cytosolic DAMPs triggering activation of interferon responses via cGAS-STING and RIG-I-MAVS signaling axis. Due to an enduring type 1 IFN response in IRGM-deficient cells and mice, they were intrinsically resistant to infection of the Japanese Encephalitis virus, Herpes Simplex virus, and Chikungunya virus. Altogether, this study defines the molecular mechanisms by which IRGM maintains interferon homeostasis and protects from autoimmune diseases. Further, it identifies IRGM as a broad therapeutic target for defense against viruses.

ABSTRACT Chikungunya virus (CHIKV) has re-emerged as a global public health threat. The inflammatory pathways of RAS and PPAR-γ are usually involved in viral infections. Thus, Telmisartan (TM) with known capacity to block AT1 receptor and activate PPAR-γ, was investigated against CHIKV. The anti-CHIKV effect of TM was investigated in vitro (Vero, RAW 264.7 cells and hPBMCs) and in vivo (C57BL/6 mice). TM was found to abrogate CHIKV infection efficiently (IC50 of 15.34-20.89µM in the Vero and RAW 264.7 cells respectively). Viral RNA and proteins were reduced remarkably with the TM driven modulation of host m-TOR signaling. Additionally, TM interfered in the early and late stages of CHIKV life cycle with efficacy in both pre and post-treatment assay. Moreover, the agonist of AT1 receptor and antagonist of PPAR-γ increased CHIKV infection suggesting TM’s anti-viral potential by modulating host factors. Besides, reduced activation of all major MAPKs, NF-κB (p65) and cytokines by TM through the inflammatory axis supported the fact that the anti-CHIKV efficacy of TM is partly mediated through the AT1/PPAR-γ/MAPKs pathways. Interestingly, at the human equivalent dose, TM abrogated CHIKV infection and inflammation significantly leading to reduced clinical score and complete survival of C57BL/6 mice. Additionally, TM reduced infection in hPBMC derived monocyte-macrophage populations in vitro . Hence, TM was found to reduce CHIKV infection by targeting both viral and host factors. Considering its safety and in vivo efficacy, it can be a suitable candidate in future for repurposing against CHIKV.

Abstract Emergence of SARS-CoV-2 as a serious pandemic has altered the global socioeconomic dynamics. The wide prevalence, high death counts and rapid emergence of new variants urge for establishment of research infrastructure to facilitate rapid development of efficient therapeutic modalities and preventive measures. In agreement with this, five SARS-CoV2 strains (ILS01, ILS02, ILS03, ILS15 and ILS24) of four different clades (19A, 19B, 20A and 20B) were isolated from patient swab samples collected during the 1 st COVID-19 wave in Odisha, India. The viral isolates were adapted to in-vitro cultures and further characterized to identify strain specific variations in viral growth characteristics. All the five isolates showed substantial amount of virus induced CPE however ILS03 belonging to 20A clade displayed highest level of CPE. Time kinetics experiment revealed spike protein expression was evident after 16th hours post infection in all five isolates. ILS03 induced around 90% of cytotoxicity. Further, the susceptibility of various cell lines (human hepatoma cell line (Huh-7), CaCo2 cell line, HEK-293T cells, Vero, Vero-E6, BHK-21, THP-1 cell line and RAW 264.7 cells) were assessed. Surprisingly, it was found that the human monocyte cells THP-1 and murine macrophage cell line RAW 264.7 were permissive to all the SARS-CoV-2 isolates. The neutralization susceptibility of viral isolates to vaccine-induced antibodies was determined using sera from individuals vaccinated in the Government run vaccine drive in India. The micro-neutralization assay suggested that both Covaxin and Covishield vaccines were equally effective (100% neutralization) against all of the isolates. The whole genome sequencing of culture adapted viral isolates and viral genome from patient oropharyngeal swab sample suggested that repetitive passaging of SARS-CoV2 virus in Vero-E6 cells did not lead to emergence of many mutations during the adaptation in cell culture. Phylogenetic analyses revealed that the five isolates clustered to respective clades. The major goal was to isolate and adapt SARS-CoV-2 viruses in in-vitro cell culture with minimal modification to facilitate research activities involved in understanding the molecular virology, host-virus interactions, application of these strains for drug discovery and animal challenge models development which eventually will contribute towards the development of effective and reliable therapeutics.