ABSTRACT In maintaining organismal homeostasis, gut immunity plays a crucial role. The coordination between the microbiota and the immune system through bidirectional interactions regulates the impact of microorganisms on the host. Our research focused on understanding the relationships between substantial changes in jejunal intestinal flora and metabolites and intestinal immunity during porcine epidemic diarrhea virus (PEDV) infection in piglets. We discovered that Lactobacillus rhamnosus GG ( LGG ) could effectively prevent PEDV infection in piglets. Further investigation revealed that LGG metabolites interact with type 3 innate lymphoid cells (ILC3s) in the jejunum of piglets through the aryl hydrocarbon receptor (AhR). This interaction promotes the activation of ILC3s and the production of interleukin-22 (IL-22). Subsequently, IL-22 facilitates the proliferation of IPEC-J2 cells and activates the STAT3 signaling pathway, thereby preventing PEDV infection. Moreover, the AhR receptor influences various cell types within organoids, including intestinal stem cells (ISCs), Paneth cells, and enterocytes, to promote their growth and development, suggesting that AhR has a broad impact on intestinal health. In conclusion, our study demonstrated the ability of LGG to modulate intestinal immunity and effectively prevent PEDV infection in piglets. These findings highlight the potential application of LGG as a preventive measure against viral infections in livestock. IMPORTANCE We observed high expression of the AhR receptor on pig and human ILC3s, although its expression was negligible in mouse ILC3s. ILC3s are closely related to the gut microbiota, particularly the secretion of IL-22 stimulated by microbial signals, which plays a crucial regulatory role in intestinal immunity. In our study, we found that metabolites produced by beneficial gut bacteria interact with ILC3s through AhR, thereby maintaining intestinal immune homeostasis in pigs. Moreover, LGG feeding can enhance the activation of ILC3s and promote IL-22 secretion in the intestines of piglets, ultimately preventing PEDV infection.

Abstract Root system is critical for plant growth and development. To develop plant growth regulators functioning in root development, we performed a phenotype-based chemical screen in Arabidopsis and identified a chemical, nalacin, that mimicked the effects of auxin on root development. Genetic, pharmacological and biochemical approaches demonstrated that nalacin exerts its auxin-like activities by inhibiting indole-3-acetic acid (IAA) conjugation that is mediated by Gretchen Hagen 3 (GH3) acyl acid amido synthetases. The crystal structure of Arabidopsis GH3.6 in complex with D4 (a derivative of nalacin) together with docking simulation analysis revealed the molecular basis of the inhibition of group II GH3 by nalacin. Sequence alignment analysis indicated broad bioactivities of nalacin and D4 as inhibitors of GH3s in vascular plants, which were confirmed, at least, in tomato and rice. In summary, our work identifies nalacin as a potent inhibitor of IAA conjugation mediated by group II GH3 that plays versatile roles in hormone-regulated plant development and has potential applications in both basic research and agriculture.

In maintaining organismal homeostasis, gut immunity plays a crucial role. The coordination between the microbiota and the immune system through bidirectional interactions regulates the impact of microorganisms on the host. Our research focused on understanding the relationship between substantial changes in jejunal intestinal flora and metabolites and intestinal immunity during porcine epidemic diarrhea virus (PEDV) infection in piglets. We discovered that Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) could effectively prevent PEDV infection in piglets. Further investigation revealed that LGG metabolites interact with type 3 innate lymphoid cells (ILC3) in the jejunum of piglets through the aryl hydrocarbon receptor (AhR). This interaction promotes the activation of ILC3 cells and the production of interleukin-22 (IL-22). Subsequently, IL-22 facilitates the proliferation of IPEC-J2 cells and activates the STAT3 signaling pathway, thereby preventing PEDV infection. Moreover, the AhR receptor exerts its influence on various cell types within organoids, including intestinal stem cells (ISCs), Paneth cells, and enterocytes, fostering their growth and development, suggesting a broad impact of AhR on intestinal health. In conclusion, our study demonstrates the ability of LGG to modulate intestinal immunity and effectively prevent PEDV infection in piglets. These findings highlight the potential application of LGG as a preventive measure against viral infections in livestock.

ABSTRACT Histone chaperones regulate all aspects of histone metabolism. NASP is a major histone chaperone for H3–H4 dimers critical for preventing histone degradation. Here, we identify two distinct histone binding modes of NASP and reveal how they cooperate to ensure histone H3–H4 supply. We determine the structures of a sNASP dimer, a complex of sNASP with an H3 α3 peptide, and the sNASP–H3–H4–ASF1b co-chaperone complex. This captures distinct functionalities of NASP and identifies two distinct binding modes involving the H3 α3 helix and the H3 αN region, respectively. Functional studies demonstrate the H3 αN-interaction represents the major binding mode of NASP in cells and shielding of the H3 αN region by NASP is essential in maintaining the H3–H4 histone soluble pool. In conclusion, our studies uncover the molecular basis of NASP as a major H3–H4 chaperone in guarding histone homeostasis.