The SARS-CoV-2 Delta variant has spread rapidly worldwide. To provide data on its virological profile, we here report the first local transmission of Delta in mainland China. All 167 infections could be traced back to the first index case. Daily sequential PCR testing of quarantined individuals indicated that the viral loads of Delta infections, when they first become PCR-positive, were on average ~1000 times greater compared to lineage A/B infections during the first epidemic wave in China in early 2020, suggesting potentially faster viral replication and greater infectiousness of Delta during early infection. The estimated transmission bottleneck size of the Delta variant was generally narrow, with 1-3 virions in 29 donor-recipient transmission pairs. However, the transmission of minor iSNVs resulted in at least 3 of the 34 substitutions that were identified in the outbreak, highlighting the contribution of intra-host variants to population-level viral diversity during rapid spread.

Through the analysis of hundreds of full-length cDNAs from fifteen species representing all major orders of dinoflagellates, we demonstrate that nuclear-encoded mRNAs in all species, from ancestral to derived lineages, are trans-spliced with the addition of the 22-nt conserved spliced leader (SL), DCCGUAGCCAUUUUGGCUCAAG (D = U, A, or G), to the 5′ end. SL trans-splicing has been documented in a limited but diverse number of eukaryotes, in which this process makes it possible to translate polycistronically transcribed nuclear genes. In SL trans-splicing, SL-donor transcripts (SL RNAs) contain two functional domains: an exon that provides the SL for mRNA and an intron that contains a spliceosomal (Sm) binding site. In dinoflagellates, SL RNAs are unusually short at 50–60 nt, with a conserved Sm binding motif (AUUUUGG) located in the SL (exon) rather than the intron. The initiation nucleotide is predominantly U or A, an unusual feature that may affect capping, and hence the translation and stability of the recipient mRNA. The core SL element was found in mRNAs coding for a diverse array of proteins. Among the transcripts characterized were three homologs of Sm-complex subunits, indicating that the role of the Sm binding site is conserved, even if the location on the SL is not. Because association with an Sm-complex often signals nuclear import for U-rich small nuclear RNAs, it is unclear how this Sm binding site remains on mature mRNAs without impeding cytosolic localization or translation of the latter.

Significance Plant bioengineering will be necessary to sustain plant biology and agriculture, where the delivery of biomolecules such as DNA, RNA, or proteins to plant cells is at the crux of plant biotechnology. Here, we show that DNA nanostructures can internalize into plant cells and deliver siRNA to mature plant tissues without external aid. Furthermore, we demonstrate that nanostructure size, shape, compactness, and stiffness affect both nanostructure internalization into plant cells and subsequent gene silencing efficiency. Interestingly, we also find that the siRNA attachment locus affects the endogenous plant gene silencing pathway. Our work demonstrates programmable delivery of biomolecules to plants and details the figures of merit for future implementation of DNA nanostructures in agriculture.

Posttranscriptional gene silencing (PTGS) is a powerful tool to understand and control plant metabolic pathways, which is central to plant biotechnology. PTGS is commonly accomplished through delivery of small interfering RNA (siRNA) into cells. Standard plant siRNA delivery methods (Agrobacterium and viruses) involve coding siRNA into DNA vectors and are only tractable for certain plant species. Here, we develop a nanotube-based platform for direct delivery of siRNA and show high silencing efficiency in intact plant cells. We demonstrate that nanotubes successfully deliver siRNA and silence endogenous genes, owing to effective intracellular delivery and nanotube-induced protection of siRNA from nuclease degradation. This study establishes that nanotubes could enable a myriad of plant biotechnology applications that rely on RNA delivery to intact cells.

Abstract Rapidly growing interest in nanoparticle-mediated delivery of DNA and RNA to plants requires a better understanding of how nanoparticles and their cargoes translocate in plant tissues and into plant cells. However, little is known about how the size and shape of nanoparticles influences transport in plants and use of their cargoes, limiting development and deployment of nanotechnology in plant systems. Here, we employ non-biolistically delivered DNA-modified gold nanoparticles (AuNP) spanning various sizes (5 – 20 nm) and shapes (spheres and rods) to systematically investigate their transport following infiltration into Nicotiana benthamiana (Nb) leaves. Generally, smaller AuNPs demonstrate more rapid, higher, and longer-lasting levels of association with plant cell walls compared to larger AuNPs. We observe internalization of rod-shaped but not spherical AuNPs into plant cells, yet surprisingly, 10 nm spherical AuNP functionalized with small-interfering RNA (siRNA) are most efficient at siRNA delivery and inducing gene silencing in mature plant leaves. These results indicate the importance of nanoparticle size in efficient biomolecule delivery, and, counterintuitively, demonstrate that efficient cargo delivery is possible and potentially optimal in the absence of nanoparticle cellular internalization. Our results highlight nanoparticle features of importance for transport within plant tissues, providing a mechanistic overview of how nanoparticles can be designed to achieve efficacious bio-cargo delivery for future developments in plant nanobiotechnology.

Abstract Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), which causes the COVID-19 pandemic, is rapidly evolving. Due to the limited efficacy of vaccination in prevention of SARS-CoV-2 transmission and continuous emergence of variants of concern (VOC), including the currently most prevalent Delta variant, orally bioavailable and broadly efficacious antiviral drugs are urgently needed. Previously we showed that adenosine analogue 69-0 (also known as GS-441524), possesses potent anti-SARS-CoV-2 activity. Herein, we report that esterification of the 5’-hydroxyl moieties of 69-0 markedly improved the antiviral potency. The 5’-hydroxyl-isobutyryl prodrug, ATV006, showed excellent oral bioavailability in rats and cynomolgus monkeys and potent antiviral efficacy against different VOCs of SARS-CoV-2 in cell culture and three mouse models. Oral administration of ATV006 significantly reduced viral loads, alleviated lung damage and rescued mice from death in the K18-hACE2 mouse model challenged with the Delta variant. Moreover, ATV006 showed broad antiviral efficacy against different mammal-infecting coronaviruses. These indicate that ATV006 represents a promising oral drug candidate against SARS-CoV-2 VOCs and other coronaviruses.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a devastating neurodegenerative disease characterized by the progressive loss of motor neurons in the brain and spinal cord, and there are no effective drug treatments. Low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS) has garnered attention as a promising noninvasive neuromodulation method. In this study, we investigate its effects on the motor cortex and underlying mechanisms using the SOD1

Abstract Neoadjuvant chemotherapy has emerged as a significant therapeutic approach in the management of lung cancer, aiming to improve outcomes through preoperative systemic treatment. However, the mechanisms underlying treatment efficacy and resistance remain largely unknown. In this study, scRNA-seq analysis of tumor samples from nine lung adenocarcinoma (LUAD) patients, including four with surgery alone and five with neoadjuvant chemotherapy, was conducted. Additionally, a series of in vitro and in vivo assays, encompassing flow cytometry, immunofluorescence, seahorse assay, and tumor xenograft models, were employed to validate our findings. A total of 83,622 cells were analyzed, revealing high heterogeneity in cell type composition across different groups. Functional enrichment analysis uncovered significant metabolic reprogramming induced by chemotherapy in both tumor cells and macrophages. Notably, two macrophage subtypes were identified: Anti-mac cells (CD45+CD11b+CD86+) and Pro-mac cells (CD45+CD11b+ARG+), with the proportion of Pro-mac cells significantly increasing in LUAD tissues after neoadjuvant chemotherapy. Pro-mac cells were found to promote tumor growth and angiogenesis while suppressing tumor immunity. Furthermore, analysis of T and B cell remodeling induced by neoadjuvant therapy revealed a more robust immune cytotoxic response against tumor cells. Our investigation illuminates the intricate metabolic reprogramming occurring within the TME of LUAD in response to neoadjuvant chemotherapy. Specifically, our study highlights the discernible impact on the composition and functionality of immune cells, notably macrophages and T cells. These insights not only deepen our understanding of the nuanced interactions within the TME but also open avenues for the development of novel targeted therapeutic interventions for LUAD.

Abstract At present, coronavirus severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and its variant virus are prevalent all over the world, taking a major toll on human lives worldwide. Oral mucosa and saliva are the high-risk routes of transmission. Inactivation of the virus in the mouth is one of the important strategies to reduce the source infectivity of the virus. However, the current preparations for inactivating oral virus are mainly aimed at ACE2 protein, and its effect needs to be improved. In this study, through literature mining, multi-target screening and other methods, we screened and optimized the volatile oil formula ( Artemisiae argyi folium, Chrysanthemum morifolium, Trollii chinensis flos, Lonicerae japonicae flos ) from the volatile oil of traditional Chinese medicine to inhibit the invasion and replication of SARS-CoV-2. A test using pseudotype virus with S glycoprotein confirmed that this formula could effectively bind to the S glycoprotein to prevent SARS-CoV-2 host cell entry. Molecular docking experiments showed that the m ultiple molecules in the formula might weakly bind to these targets including ACE2, cathepsin L, furin, mpro/3cl. In all, the volatile oil formula designed in this paper offers a general affordable strategy to protect patients from SARS-CoV-2 infections through debulking or minimizing transmission to others.