Abstract Arthropod-borne viruses of the alphavirus and flavivirus genera are human pathogens of significant concern, and currently, no specific antiviral treatment is available for these viruses. This study has elucidated the antiviral mechanisms of natural small molecules against the dengue (DENV) and chikungunya virus (CHIKV). Herbacetin (HC) and Caffeic acid phenethyl ester (CAPE) depleted polyamine levels in Vero cells, which has been demonstrated by thin-layer chromatography (TLC). As polyamines play an essential role in the replication and transcription of RNA viruses, the depletion of polyamines by HC and CAPE was anticipated to inhibit the virus replication. To test this hypothesis, HC and CAPE were evaluated for antiviral activities using a cell-based virus yield assay by quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (qRT-PCR), plaque reduction assay, and immunofluorescence assay (IFA). HC and CAPE displayed potent inhibition with EC 50 of 463 nM and 0.417 nM for CHIKV and 8.5 µM and 1.15 µM for DENV, respectively. However, the addition of exogenous polyamines did not ultimately rescue the virus titer in both CHIKV and DENV-infected cells. This finding suggested additional antiviral mechanisms for HC and CAPE. Further, in silico analysis revealed that HC and CAPE may directly target the viral methyltransferases (MTase) of CHIKV and DENV. The inhibition of virus-specific MTases by HC and CAPE was confirmed using purified viral MTase of CHIKV and DENV. Altogether, the dual targeting of the host pathway and the viral MTase using potent natural antiviral molecules is expected to facilitate the development of effective biological therapies. IMPORTANCE Vector-borne diseases caused by DENV and CHIKV has a catastrophic impact on human health worldwide. There are no effective vaccines and antiviral drugs present in the market till date against these viruses. In the present study, natural small molecules have been identified as antivirals against DENV and CHIKV. These molecules directly inhibit the virus and impede the synthesis of essential host molecules required for efficient virus replication. Hence, these broad-spectrum antivirals have high therapeutic potential.

Abstract The rice root system, which primarily consists of adventitious/crown roots (AR/CR) developed from the coleoptile base, is an excellent model system for studying shoot-to-root trans-differentiation process. We reveal global changes in protein and metabolite abundance, and protein phosphorylation in response to an auxin stimulus during CR development. Global proteome and metabolome analyses of developing crown root primordia (CRP) and emerged CRs uncovered that the biological processes associated with chromatin conformational change, gene expression, and cell cycle were translationally regulated by auxin signaling. Spatial gene expression pattern analysis of differentially abundant proteins disclosed their stage-specific dynamic expression pattern during CRP development. Further, our tempo-spatial gene expression and functional analyses revealed that auxin creates a regulatory feedback module during CRP development and activates ethylene biosynthesis exclusively during CRP initiation. Ethylene signaling promotes CR formation by repressing the cytokinin response regulator, OsRR2 . Additionally, the (phospho)proteome analysis identified differential phosphorylation of the Cyclin-dependent kinase G-2 (OsCDKG;2), and cell wall proteins, in response to auxin signaling, suggesting that auxin-dependent phosphorylation may be required for cell cycle activation, and cell wall synthesis during root organogenesis. Thus, our study provides evidence for the translational and post-translational regulation during CRP trans-differentiation downstream of the auxin signaling pathway. Highlight Global (phospho)proteome and metabolic profiling of rice CRP and CRs uncover differential proteins and metabolites associated with gene expression, cell cycle, ethylene signaling and cell wall synthesis during CR development.

Abstract Existence of potent in vitro regeneration system is a prerequisite for efficient genetic transformation and functional genomics of crop plants. We know little about why only some cultivars in crop plants are tissue culture friendly. In this study, tissue culture friendly cultivar Golden Promise (GP) and tissue culture resistant DWRB91(D91) were selected as contrasting cultivars to investigate the molecular basis of regeneration efficiency. Multiomics studies involving transcriptomics, proteomics, metabolomics, and biochemical analysis were performed using GP and D91 callus to unravel the regulatory mechanisms. Transcriptomics analysis revealed 1487 differentially expressed genes (DEGs), in which 795 DEGs were upregulated and 692 DEGs were downregulated in the GP-D91 transcriptome. Genes encoding proteins localized in chloroplast and involved in ROS generation were upregulated in the embryogenic calli of GP. Moreover, proteome analysis by LC-MSMS revealed 3062 protein groups and 16989 peptide groups, out of these 1586 protein groups were differentially expressed proteins (DEPs). Eventually, GC-MS based metabolomics analysis also revealed the higher activity of plastids and alterations in key metabolic processes such as sugar metabolism, fatty acid biosynthesis, and secondary metabolism. Higher accumulation of sugars, amino acids and metabolites corresponding to lignin biosynthesis were observed in GP as compared to D91. Highlights: Multi omics analysis revealed chloroplast play crucial role in providing in vitro regeneration capability in contrasting genotypes