The spike protein of SARS-CoV-2 has been undergoing mutations and is highly glycosylated. It is critically important to investigate the biological significance of these mutations. Here, we investigated 80 variants and 26 glycosylation site modifications for the infectivity and reactivity to a panel of neutralizing antibodies and sera from convalescent patients. D614G, along with several variants containing both D614G and another amino acid change, were significantly more infectious. Most variants with amino acid change at receptor binding domain were less infectious, but variants including A475V, L452R, V483A, and F490L became resistant to some neutralizing antibodies. Moreover, the majority of glycosylation deletions were less infectious, whereas deletion of both N331 and N343 glycosylation drastically reduced infectivity, revealing the importance of glycosylation for viral infectivity. Interestingly, N234Q was markedly resistant to neutralizing antibodies, whereas N165Q became more sensitive. These findings could be of value in the development of vaccine and therapeutic antibodies.

Pseudoviruses are useful virological tools because of their safety and versatility, especially for emerging and re-emerging viruses. Due to its high pathogenicity and infectivity and the lack of effective vaccines and therapeutics, live SARS-CoV-2 has to be handled under biosafety level 3 conditions, which has hindered the development of vaccines and therapeutics. Based on a VSV pseudovirus production system, a pseudovirus-based neutralization assay has been developed for evaluating neutralizing antibodies against SARS-CoV-2 in biosafety level 2 facilities. The key parameters for this assay were optimized, including cell types, cell numbers, virus inoculum. When tested against the SARS-CoV-2 pseudovirus, SARS-CoV-2 convalescent patient sera showed high neutralizing potency, which underscore its potential as therapeutics. The limit of detection for this assay was determined as 22.1 and 43.2 for human and mouse serum samples respectively using a panel of 120 negative samples. The cutoff values were set as 30 and 50 for human and mouse serum samples, respectively. This assay showed relatively low coefficient of variations with 15.9% and 16.2% for the intra- and inter-assay analyses respectively. Taken together, we established a robust pseudovirus-based neutralization assay for SARS-CoV-2 and are glad to share pseudoviruses and related protocols with the developers of vaccines or therapeutics to fight against this lethal virus.

The 501Y.V2 variants of SARS-CoV-2 containing multiple mutations in spike are now dominant in South Africa and are rapidly spreading to other countries. Here, experiments with 18 pseudotyped viruses showed that the 501Y.V2 variants do not confer increased infectivity in multiple cell types except for murine ACE2-overexpressing cells, where a substantial increase in infectivity was observed. Notably, the susceptibility of the 501Y.V2 variants to 12 of 17 neutralizing monoclonal antibodies was substantially diminished, and the neutralization ability of the sera from convalescent patients and immunized mice was also reduced for these variants. The neutralization resistance was mainly caused by E484K and N501Y mutations in the receptor-binding domain of spike. The enhanced infectivity in murine ACE2-overexpressing cells suggests the possibility of spillover of the 501Y.V2 variants to mice. Moreover, the neutralization resistance we detected for the 501Y.V2 variants suggests the potential for compromised efficacy of monoclonal antibodies and vaccines.

Pseudotyped viruses are useful virological tools because of their safety and versatility. On the basis of a vesicular stomatitis virus (VSV) pseudotyped virus production system, we developed a pseudotyped virus-based neutralization assay against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in biosafety level 2 facilities. Compared with the binding antibody test, the neutralization assay could discriminate the protective agents from the antibody family. This protocol includes production and titration of the SARS-CoV-2 S pseudotyped virus and the neutralization assay based on it. Various types of samples targeting virus attachment and entry could be evaluated for their potency, including serum samples derived from animals and humans, monoclonal antibodies and fusion inhibitors (peptides or small molecules). If the pseudotyped virus stock has been prepared in advance, it will take 2 days to get the potency data for the candidate samples. Experience in handling cells is needed before implementing this protocol. The production and titration of the SARS-CoV-2 S pseudotyped virus using a VSV-based pseudovirus production system in this protocol enable its use under biosafety level 2 conditions as well as in a neutralization assay to assess the level of neutralizing antibodies or molecular inhibitors in a sample.

Abstract There is an urgent need for efficient and safe vaccines against the monkeypox virus (MPXV) in response to the rapidly spreading monkeypox epidemic. In the age of COVID-19, mRNA vaccines have been highly successful and emerged as platforms enabling rapid development and large-scale preparation. Here, we have developed two MPXV quadrivalent mRNA vaccines, named mRNA-A-LNP and mRNA-B-LNP, based on two IMVs (A29L and M1R) and two EEVs (A35R and B6R). By administering mRNA-A-LNP and mRNA-B-LNP intramuscularly twice, mice have induced MPXV-specific IgG antibodies and potent Vaccinia virus (VACV)-specific neutralizing antibodies. Additionally, it elicited durable MPXV-specific killer memory T-cell immunity as well as memory B-cell immunity in mice. Furthermore, the passive transfer of sera from mRNA-A-LNP and mRNA-B-LNP-immunized mice protected nude mice against the VACV challenge. In addition, two doses of mRNA-A-LNP and mRNA-B-LNP were also protective against the VACV challenge in mice. Overall, our results demonstrated that mRNA-A-LNP and mRNA-B-LNP appear to be safe and effective vaccine candidates against monkeypox epidemics, as well as against outbreaks caused by other orthopoxviruses, including the smallpox virus.

Abstract Omicron, the most heavily mutated SARS-CoV-2 variant so far, is highly resistant to neutralizing antibodies, raising unprecedented concerns about the effectiveness of antibody therapies and vaccines. We examined whether sera from individuals who received two or three doses of inactivated vaccine, could neutralize authentic Omicron. The seroconversion rates of neutralizing antibodies were 3.3% (2/60) and 95% (57/60) for 2- and 3-dose vaccinees, respectively. For three-dose recipients, the geometric mean neutralization antibody titer (GMT) of Omicron was 15, 16.5-fold lower than that of the ancestral virus (254). We isolated 323 human monoclonal antibodies derived from memory B cells in 3-dose vaccinees, half of which recognize the receptor binding domain (RBD) and show that a subset of them (24/163) neutralize all SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs), including Omicron, potently. Therapeutic treatments with representative broadly neutralizing mAbs individually or antibody cocktails were highly protective against SARS-CoV-2 Beta infection in mice. Atomic structures of the Omicron S in complex with three types of all five VOC-reactive antibodies defined the binding and neutralizing determinants and revealed a key antibody escape site, G446S, that confers greater resistance to one major class of antibodies bound at the right shoulder of RBD through altering local conformation at the binding interface. Our results rationalize the use of 3-dose immunization regimens and suggest that the fundamental epitopes revealed by these broadly ultrapotent antibodies are a rational target for a universal sarbecovirus vaccine. One sentence summary A sub-set of antibodies derived from memory B cells of volunteers vaccinated with 3 doses of an inactivated SARS-CoV-2 vaccine work individually as well as synergistically to keep variants, including Omicron, at bay.

The lack of fat in yogurt can lead to alterations in taste and whey separation, reducing consumer acceptance. In this study, the feasibility of enhancing the quality of skim milk yogurt through a combination of transglutaminase (TG) and protein-glutaminase (PG) was investigated. The combination of TG and PG resulted in simultaneous cross-linking and deamidated of casein micelles, with PG deamidation taking priority over TG cross-linking, leading to higher solubility and lower turbidity of milk proteins compared with TG alone. When 0.06 U/mL TG and 0.03 U/mL PG were added, firmness and viscosity indexes significantly increased by 38.26 and 78.59%, respectively as compared with the control. Microscopic images revealed increased cross-linking with casein and filling of cavities by smaller sub-micelles in the combination of TG and PG treatment. Furthermore, the combination of TG and PG resolved issues of rough taste and whey separation, leading to improved overall liking. This study highlights the benefits of using both enzymes in dairy production and has important implication for future research.

Understanding the mechanism of cancer immune surveillance is crucial for precision medicine and effective immunotherapy. We report here that ZNF408, encoded by a gene linked to familial exudative vitreoretinopathy (FEVR) and autosomal recessive retinitis pigmentosa (RP), is physically associated with the SETD1A/COMPASS complex mediating histone H3 lysine 4 (H3K4) methylation in breast cancer cells. Integrative epigenomic and transcriptomic analyses reveal that ZNF408 and SETD1A share overlapped chromatin landscape and coordinately activate a cohort of genes, among which STING1 is critical in innate immune responses. ZNF408-SETD1A complex enhances STING1 expression and promotes STING-mediated anti-tumor immune responses both in vitro and in vivo. Importantly, ZNF408 expression is positively correlated with that of STING1 and negatively correlated with the histological grade of breast cancer. Our study uncovers a role for ZNF408 in cancer immune surveillance, supporting further investigations for therapeutic targeting of ZNF408-SETD1A-STING1 axis in breast carcinogenesis and other ZNF408-associated diseases including FEVR and RP.

Abstract. A quasi-biennial oscillation (QBO) disruption is a very rare phenomenon in which QBO westward wind is temporarily interrupted by the occurrence of a band of westward wind in the tropical stratosphere. This phenomenon is important as it could greatly affect the global atmospheric circulation, especially in the mesosphere. Past observational and modelling studies have shown the QBO varying mesospheric diurnal tide, but the mechanism is still not fully understood. In this study, we report on the strong response of mesospheric diurnal tides to the two QBO disruptions that occurred in 2015–2016 and 2019–2020 and their possible mechanisms. The diurnal tidal winds are observed by a meteor radar chain, consisting of meteor radars located at Kunming (25.6° N, 103.8° E), Wuhan (30.5° N, 114.2° E), Mengcheng (33.4° N, 116.5° E), Beijing (40.3° N, 116.2° E), and Mohe (53.5° N, 122.3° E) in China. These observations provide clear evidence that mesospheric diurnal tides are unusually weakened (by ∼ −6 m s−1) during these QBO disruptions, over Kunming, Wuhan, Mengcheng, and Beijing. Using the Specific Dynamics version of the Whole Atmosphere Community Climate Model with thermosphere and ionosphere extension (SD-WACCM-X) and the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) Reanalysis v5 (ERA5) dataset, the analysis indicates that the QBO wind affects mid-latitude mesospheric diurnal tides by modulating both the solar radiative absorption by subtropical stratospheric ozone (∼ 5 to 0.5 hPa) and the tidal–gravity wave interaction in the mesosphere (∼ 60 to 100 km). Thus, these unexpected QBO disruptions provide an opportunity to better understand the coupling between climate change and middle-atmospheric dynamics.