Abstract Recently emerged SARS-CoV-2 variants show resistance to some antibodies that were authorized for emergency use. We employed hybridoma technology combined with authentic virus assays to develop second-generation antibodies, which were specifically selected for their ability to neutralize new variants of SARS-CoV-2. AX290 and AX677, two monoclonal antibodies with non-overlapping epitopes, exhibit subnanomolar or nanomolar affinities to the receptor binding domain of the viral Spike protein carrying amino acid substitutions N501Y, N439K, E484K, K417N, and a combination N501Y/E484K/K417N found in the circulating virus variants. The antibodies showed excellent neutralization of an authentic SARS-CoV-2 virus representing strains circulating in Europe in spring 2020 and also the variants of concern B.1.1.7 and B.1.351. Finally, the combination of the two antibodies prevented the appearance of escape mutations of the authentic SARS-CoV-2 virus. The neutralizing properties were fully reproduced in chimeric mouse-human versions, which may represent a promising tool for COVID-19 therapy.

Abstract Ribosomes are ribonucleoprotein complexes highly conserved across all domains of life. The size differences of ribosomal RNAs (rRNAs) can be mainly attributed to variable regions termed expansion segments (ESs) protruding out from the ribosomal surface. The ESs were found to be involved in a range of processes including ribosome biogenesis and maturation, translation, and co-translational protein modification. Here, we analyze the rRNAs of the yeasts from the Magnusiomyces/Saprochaete clade belonging to the basal lineages of the subphylum Saccharomycotina. We find that these yeasts are missing more than 400 nt from the 25S rRNA and 150 nt from the 18S rRNAs when compared to their canonical counterparts in Saccharomyces cerevisiae . The missing regions mostly map to ESs, thus representing a shift toward a minimal rRNA structure. Despite the structural changes in rRNAs, we did not identify dramatic alterations of the ribosomal protein inventories. We also show that the size-reduced rRNAs are not limited to the species of the Magnusiomyces/Saprochaete clade, indicating that the shortening of ESs happened independently in several other lineages of the subphylum Saccharomycotina. Significance Expansion segments are variable regions present in the ribosomal RNAs involved in the ribosome biogenesis and translation. Although some of them were shown to be essential, their functions and the evolutionary trajectories leading to their expansion and/or reduction are not fully understood. Here, we show that the yeasts from the Magnusiomyces/Saprochaete clade have truncated expansion segments, yet the protein inventories of their ribosomes do not radically differ from the species possessing canonical ribosomal RNAs. We also show that the loss of expansion segments occurred independently in several phylogenetic lineages of yeasts pointing out their dispensable nature. The differences identified in yeast ribosomal RNAs open a venue for further studies of these enigmatic elements of the eukaryotic ribosome.

Abstract Base calling in nanopore sequencing is a difficult and computationally intensive problem, typically resulting in high error rates. In many applications of nanopore sequencing, analysis of raw signal is a viable alternative. Dynamic time warping (DTW) is an important building block for raw signal analysis. In this paper, we propose several improvements to DTW class of algorithms to better account for specifics of nanopore signal modeling. We have implemented these improvements in a new signal-to-reference alignment tool Nadavca. We demonstrate that Nadavca alignments improve unsupervised methylation detection over Tombo. We also demonstrate that by providing additional information about the discriminative power of positions in the signal, an otherwise unsupervised method can approach the accuracy of supervised models. Availability and implementation Nadavca is available under MIT license at https://github.com/fmfi-compbio/nadavca . Nanopore sequencing data sets are available from ENA bioproject PRJEB64246. Jaminaea angkorensis reference genome assembly is available from Zenodo https://doi.org/10.5281/zenodo.8145315 .

Ribosomes are ribonucleoprotein complexes highly conserved across all domains of life. The size differences of ribosomal RNAs (rRNAs) can be mainly attributed to variable regions termed expansion segments (ESs) protruding out from the ribosomal surface. The ESs were found to be involved in a range of processes including ribosome biogenesis and maturation, translation, and co-translational protein modification. Here, we analyze the rRNAs of the yeasts from the Magnusiomyces/Saprochaete clade belonging to the basal lineages of the subphylum Saccharomycotina. We find that these yeasts are missing more than 400 nt from the 25S rRNA and 150 nt from the 18S rRNAs when compared to their canonical counterparts in Saccharomyces cerevisiae. The missing regions mostly map to ESs, thus representing a shift toward a minimal rRNA structure. Despite the structural changes in rRNAs, we did not identify dramatic alterations in the ribosomal protein inventories. We also show that the size-reduced rRNAs are not limited to the species of the Magnusiomyces/Saprochaete clade, indicating that the shortening of ESs happened independently in several other lineages of the subphylum Saccharomycotina.

Abstract Many fungal species utilize hydroxyderivatives of benzene and benzoic acid as carbon sources. The yeast Candida parapsilosis metabolizes these compounds via the 3-oxoadipate and gentisate pathways, whose components are encoded by two metabolic gene clusters. In this study, we determine the chromosome level assembly of the C. parapsilosis strain CLIB214 and use it for transcriptomic and proteomic investigation of cells cultivated on hydroxyaromatic substrates. We demonstrate that the genes coding for enzymes and plasma membrane transporters involved in the 3-oxoadipate and gentisate pathways are highly upregulated and their expression is controlled in a substrate-specific manner. However, regulatory proteins involved in this process are not known. Using the knockout mutants, we show that putative transcriptional factors encoded by the genes OTF1 and GTF1 located within these gene clusters function as transcriptional activators of the 3-oxoadipate and gentisate pathway, respectively. We also show that the activation of both pathways is accompanied by upregulation of genes for the enzymes involved in β-oxidation of fatty acids, glyoxylate cycle, amino acid metabolism, and peroxisome biogenesis. Transcriptome and proteome profiles of the cells grown on 4-hydroxybenzoate and 3-hydroxybenzoate, which are metabolized via the 3-oxoadipate and gentisate pathway, respectively, reflect their different connection to central metabolism. Yet we find that the expression profiles differ also in the cells assimilating 4-hydroxybenzoate and hydroquinone, which are both metabolized in the same pathway. This finding is consistent with the phenotype of the Otf1p-lacking mutant, which exhibits impaired growth on hydroxybenzoates, but still utilizes hydroxybenzenes, thus indicating that additional, yet unidentified transcription factor could be involved in the 3-oxoadipate pathway regulation. Moreover, we propose that bicarbonate ions resulting from decarboxylation of hydroxybenzoates also contribute to differences in the cell responses to hydroxybenzoates and hydroxybenzenes. Finally, our phylogenetic analysis highlights evolutionary paths leading to metabolic adaptations of yeast cells assimilating hydroxyaromatic substrates. Author summary Benzene and its derivatives are simple aromatic compounds representing key substances for the chemical industry. While benzene itself is toxic and carcinogenic, benzoic acid is commonly used in the food industry and some of its derivatives are used in pharmacology (aspirin) or cosmetics (parabens). The benzene ring of aromatic molecules is relatively stable, but many microorganisms including yeasts break it enzymatically and, in a series of biochemical reactions, utilize resulting metabolites as carbon sources. Understanding the genetic basis of corresponding metabolic pathways and their regulation opens a venue for applications in biotechnology and bioremediation of polluted environments. Here we investigate the yeast Candida parapsilosis which assimilates various hydroxybenzenes and hydroxybenzoates via the 3-oxoadipate and gentisate pathways. We show that the genes coding for the substrate transporters and enzymes involved in both pathways are co-expressed and regulated by the transcriptional activators Otf1p and Gtf1p, respectively. Our results also reveal the connections of both pathways to central metabolism and organelle biogenesis and provide an insight into evolution of metabolism of hydroxyaromatic compounds.