Abstract A major limitation for better understanding the role of the human gut virome in health and disease is the lack of validated methods that allow high throughput virome analysis. To overcome this, we evaluated the quantitative effect of homogenisation, centrifugation, filtration, chloroform treatment and random amplification on a mock-virome (containing nine highly diverse viruses) and a bacterial mock-community (containing four faecal bacterial species) using quantitative PCR and next-generation sequencing. This resulted in an optimised protocol that was able to recover all viruses present in the mock-virome and strongly alters the ratio of viral versus bacterial and 16S rRNA genetic material in favour of viruses (from 43.2% to 96.7% viral reads and from 47.6% to 0.19% bacterial reads). Furthermore, our study indicated that most of the currently used virome protocols, using small filter pores and/or stringent centrifugation conditions may have largely overlooked large viruses present in viromes. We propose NetoVIR ( N ovel e nrichment t echnique o f VIR omes), which allows for a fast, reproducible and high throughput sample preparation for viral metagenomics studies, introducing minimal bias. This procedure is optimised mainly for faecal samples, but with appropriate concentration steps can also be used for other sample types with lower initial viral loads.

Abstract Recent advancements in sequencing technologies and metagenomic studies have increased the knowledge of the virosphere associated with honey bees tremendously. In this study, viral-like particle enrichment and deep sequencing was deployed to detect viral communities in managed Belgian honey bees. A substantial number of previously undescribed divergent virus genomes was detected, including a rhabdovirus and a recombinant virus possessing a divergent Lake Sinai Virus capsid and a Hepe-like polymerase. Furthermore, screening > 5,000 public sequencing datasets for the retrieved set of viral genomes revealed an additional plethora of undetected, divergent viruses present in a wide range of Hymenoptera species. The unexpected high number of shared viral genomes within the Apidae family and across different families within the order Hymenoptera suggests that many of these viruses are highly promiscuous, that virus sharing within and between Hymenoptera families occurs frequently, and that the concept of species-specific viral taxa inside the Hymenoptera should be revisited. In particular, this estimation implies that sharing of several viral species, thought to be specific for bees, across other eukaryotic taxa is rampant. This study provides important insights on the host taxonomical breadth of some of the known “bee viruses” and might have important implications on strategies to combat viruses that are relevant to pollinators.

ABSTRACT Bats host many viruses pathogenic to humans, and increasing evidence suggests that Rotavirus A (RVA) also belongs to this list. Rotaviruses cause diarrheal disease in many mammals and birds, and their segmented genomes allow them to reassort and increase their genetic diversity. Eighteen out of 2,142 bat fecal samples (0.8%) collected from Europe, Central America and Africa were PCR-positive for RVA and 11 of those were fully characterized using viral metagenomics. Upon contrasting their genomes with publicly available data, at least 7 distinct bat RVA genotype constellations (GCs) were identified, including evidence of reassortments and 6 novel genotypes. Some of these constellations are spread across the world, whereas others appear to be geographically restricted. Our analyses also suggest that several unusual human and equine RVA strains might be of bat RVA origin, based on their phylogenetic clustering, despite varying levels of nucleotide sequence identities between them. Although SA11 is one of the most widely used reference strains for RVA research and forms the backbone of a reverse genetics system, its origin remained enigmatic. Remarkably, the majority of the genotypes of SA11-like strains were shared with Gabonese bat RVAs, suggesting a potential common origin. Overall, our findings suggest an underexplored genetic diversity of RVAs in bats, which is likely only the tip of the iceberg. Increasing contact between humans and bat wildlife will further increase the zoonosis risk, which warrants closer attention to these viruses. Importance The increased research on bat coronaviruses after SARS-CoV and MERS-CoVallowed the very rapid identification of SARS-CoV-2. This is an excellent example of the importance of knowing viruses harbored by wildlife in general and bats in particular, for global preparedness against emerging viral pathogens. The current effort to characterize bat rotavirus strains from 3 continents shed light on the vast genetic diversity of rotaviruses and also hinted at a bat origin for several atypical rotaviruses in humans and animals, implying that zoonoses of bat rotaviruses might occur more frequently than currently realized.

Abstract Eukaryotic cells contain several membrane-separated organelles to compartmentalize distinct metabolic reactions. However, it has remained unclear how these organelle systems are coordinated when cells adapt metabolic pathways to support their development, survival or effector functions. Here we present OrgaPlexing, a multi-spectral organelle imaging approach for the comprehensive mapping of six key metabolic organelles and their interactions. We use this analysis on macrophages, immune cells that undergo rapid metabolic switches upon sensing bacterial and inflammatory stimuli. Our results identify lipid droplets (LDs) as primary inflammatory responder organelle, which forms three- and four-way interactions with other organelles. While clusters with endoplasmic reticulum (ER) and mitochondria (mitochondria–ER–LD unit) help supply fatty acids for LD growth, the additional recruitment of peroxisomes (mitochondria–ER–peroxisome–LD unit) supports fatty acid efflux from LDs. Interference with individual components of these units has direct functional consequences for inflammatory lipid mediator synthesis. Together, we show that macrophages form functional multi-organellar units to support metabolic adaptation and provide an experimental strategy to identify organelle-metabolic signalling hubs.

ABSTRACT Background Disturbances in the primary colonization of the infant gut can result in life-long consequences and have been associated with a range of host conditions. Although early life factors have been shown to affect the infant gut microbiota development, our current understanding of the human gut colonization in early life remains limited. To gain more insights in the unique dynamics of this rapidly evolving ecosystem, we investigated the microbiota over the first year of life in eight densely sampled infants (total number of samples, n=303). To evaluate gut microbiota maturation transition towards an adult configuration, we compared the microbiome composition of the infants to the Flemish Gut Flora Project population (n=1,106). Results We observed the infant gut microbiota to mature through three distinct, conserved stages of ecosystem development. Across these successional gut microbiota maturation stages, genus predominance was observed to shift from Escherichia over Bifidobacterium to Bacteroides . Both disease and antibiotic treatment were observed to be associated occasionally with gut microbiota maturation stage regression, a transient setback in microbiota maturation dynamics. Although the studied microbiota trajectories evolved to more adult-like constellations, microbiome community typing against the background of the Flemish Gut Flora Project (FGFP) cohort clustered all infant samples within the (in adults) potentially dysbiotic Bact2 enterotype. Conclusion We confirmed similarities between infant gut microbial colonization and adult dysbiosis. A profound knowledge about the primary gut colonization process in infants might provide crucial insights into how the secondary colonization of a dysbiotic adult gut can be redirected.

In recent years, managed honey bee colonies have been suffering from an increasing number of biotic and abiotic stressors, resulting in numerous losses of colonies worldwide. A pan-European study, EPILOBEE, estimated the colony loss in Belgium to be 32.4% in 2012 and 14.8% in 2013. In the current study, absolute viral loads of four known honey bee viruses (DWV-A, DWV-B, AmFV, and BMLV) and three novel putative honey bee viruses (Apis orthomyxovirus 1, apthili virus, and apparli virus) were determined in 300 Flemish honey bee samples, and associations with winter survival were determined. This revealed that, in addition to the known influence of DWV-A and DWV-B on colony health, one of the newly described viruses (apthili virus) shows a strong yearly difference and is also associated with winter survival. Furthermore, all scrutinized viruses revealed significant spatial clustering patterns, implying that despite the limited surface area of Flanders, local virus transmission is paramount. The vast majority of samples were positive for at least one of the seven investigated viruses, and up to 20% of samples were positive for at least one of the three novel viruses. One of those three, Apis orthomyxovirus 1, was shown to be a genuine honey bee-infecting virus, able to infect all developmental stages of the honey bee, as well as the

Bats are an important reservoir for pathogenic human respiratory and hemorrhagic viruses but only little is known about bat viruses causing gastroenteritis in humans, including rotavirus A strains (RVA). Only three RVA strains have been reported in bats in Kenya (straw-colored fruit bat) and in China (lesser horseshoe and a stoliczka's trident bat), being highly divergent from each other. To further elucidate the potential of bat RVAs to cause gastroenteritis in humans we started by investigating the genetic diversity of RVAs in fecal samples from 87 straw-colored fruit bats living in close contact with humans in Cameroon using metagenomics. Five samples contained significant numbers of RVA Illumina reads, sufficient to obtain their (near) complete genomes. A single RVA strain showed a close phylogenetic relationship with the Kenyan bat RVA strain in six gene segments, including VP7 (G25), whereas the other gene segments represented novel genotypes as ratified by the RCWG. The 4 other RVA strains were highly divergent from known strains (but very similar among each other) possessing all novel genotypes. Only the VP7 and VP4 genes showed a significant variability representing multiple novel G and P genotypes, indicating the frequent occurrence of reassortment events. Comparing these bat RVA strains with currently used human RVA screening primers indicated that several of the novel VP7 and VP4 segments would not be detected in routine epidemiological screening studies. Therefore, novel VP6 based screening primers matching both human and bat RVAs were developed and used to screen samples from 25 infants with gastroenteritis living in close proximity with the studied bat population. Although RVA infections were identified in 36% of the infants, Sanger sequencing did not indicate evidence of interspecies transmissions. This study identified multiple novel bat RVA strains, but further epidemiological studies in humans will have to assess if these viruses have the potential to cause gastroenteritis in humans.