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 Syrian golden hamsters ( Mesocricetus auratus ) infected by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) manifests lung pathology that resembles human COVID-19 patients. In this study, efforts were made to check the infectivity of a local SARS-CoV-2 isolate in hamster model and evaluate the differential expression of lung proteins during acute infection and convalescence. The findings of this study confirm the infectivity of this isolate in vivo . Analysis of clinical parameters and tissue samples shows a similar type of pathophysiological manifestation of SARS-CoV-2 infection as reported earlier in COVID-19 patients and hamsters infected with other isolates. The lung-associated pathological changes were very prominent on the 4th day post-infection (dpi), mostly resolved by 14dpi. Here, we carried out quantitative proteomic analysis of the lung tissues from SARS-CoV-2-infected hamsters at day 4 and day 14 post infection. This resulted in the identification of 1,585 differentially expressed proteins of which 68 proteins were significantly altered among both the infected groups. Pathway analysis revealed complement and coagulation cascade, platelet activation, ferroptosis and focal adhesion as the top enriched pathways. In addition, we also identified altered expression of two pulmonary surfactant-associated proteins (Sftpd and Sftpb), known for their protective role in lung function. Together, these findings will aid in the identification of candidate biomarkers and understanding the mechanism(s) involved in SARS-CoV-2 pathogenesis. Graphical abstract

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.

Aim: In 2022, there was a severe hand, foot and mouth disease (HFMD) outbreak in India. This study focuses on the identification and molecular characterization of the causative agent. Methods: 51 suspected HFMD patients were examined. Viral RNA from HFMD-positive patients' vesicular extracts were sequenced. Phylogenetic analysis was carried out for genotype and mutation identification in current outbreak strains. Results: Phylogenetic analysis revealed a novel Indian clade of CVA16 belonging to genotype B1c. Two consistent mutations, R41H in the VP3 protein and G492T in the conserved 5′-UTR region, were found only in novel clade strains. Conclusion: The present study highlights the possibility and significance of the aforementioned mutations in increasing the ability of CVA16 to spread among adults.

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.

Background: Dengue is the most rapidly spreading viral disease transmitted by the bite of infected Aedes mosquitos. Pathogenesis of dengue is still unclear, although host genetic factors, immune responses and virus serotypes have been proposed to contribute to disease severity. The development of high-throughput methods have allowed to scale up capabilities of identifying the key markers of inflammation. Since NS1 protein of dengue virus has been reported to activate immune cells towards enhanced inflammation through TLR2, we examined the role of a polymorphism, a 23bp deletion in 5′ UTR region of TLR2 gene in patients with dengue (with and without warning signs) and correlated with plasma levels of inflammatory mediators with disease severity and viral serotypes. Methods: Eighty nine patients classified as per WHO 2009 criteria during dengue outbreak in Odisha, India in 2016 were included in the current study. Presence of dengue virus (DENV) was demonstrated by detecting NS1 antigen, IgM capture ELISA and serotypes in circulation were discriminated by type-specific RT-PCR and/or sequencing. Sixty-one confirmed dengue cases were typed for TLR2 indel polymorphism and compared with 485 disease free controls. Plasma samples were assayed for 41-plex cytokine/chemokines using Luminex bead based immunoassay. Results: Presence of 23bp deletion allele of TLR2 gene was significantly more in patients with severe dengue in comparison to dengue fever cases (p= 0.03; Odds ratio 4.05) although the frequency of insertion (Ins) allele of TLR2 was comparable in healthy controls and dengue cases (82.4% and 87.9 % respectively). Seventy-three (82%) samples were found to be positive by NS1/IgM capture ELISA/RT-PCR. DENV-2 was predominant (58%) during the outbreak. Among the host inflammatory biomarkers 9 molecules were significantly altered in dengue patients when compared to healthy controls. The increased levels of IFN-γ, GM-CSF, IL-10, IL-1Rα and MIP-1β correlated significantly with severe dengue. Conclusions: The frequency of 23bp Indel mutation of TLR2 was comparable between healthy controls and dengue fever (with and without warning signs), suggesting that this indel mutation does not contribute significantly to susceptibility/resistance to dengue; however, del allele of TLR2 gene was significantly more associated in patients with severe dengue symptoms when compared to dengue fever cases.

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.