Abstract The SARS-CoV-2 coronavirus, which causes the COVID-19 pandemic, is one of the largest positive strand RNA viruses. Here we developed a simplified SPLASH assay and comprehensively mapped the in vivo RNA-RNA interactome of SARS-CoV-2 RNA during the viral life cycle. We observed canonical and alternative structures including 3’ -UTR and 5’ -UTR, frameshifting element (FSE) pseudoknot and genome cyclization in cells and in virions. We provide direct evidence of interactions between Transcription Regulating Sequences (TRS-L and TRS-Bs), which facilitate discontinuous transcription. In addition, we reveal alternative short and long distance arches around FSE, forming a “high-order pseudoknot” embedding FSE, which might help ribosome stalling at frameshift sites. More importantly, we found that within virions, while SARS-CoV-2 genome RNA undergoes intensive compaction, genome cyclization is weakened and genome domains remain stable. Our data provides a structural basis for the regulation of replication, discontinuous transcription and translational frameshifting, describes dynamics of RNA structures during life cycle of SARS-CoV-2, and will help to develop antiviral strategies.

Coronavirus disease 2019 (COVID-19) caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) was first reported in Wuhan, China, and rapidly spread worldwide. Previous studies suggested cat could be a potential susceptible animal of SARS-CoV-2. Here, we investigated the infection of SARS-CoV-2 in cats by detecting specific serum antibodies. A cohort of serum samples were collected from cats in Wuhan, including 102 sampled after COVID-19 outbreak, and 39 prior to the outbreak. 15 of 102 (14.7%) cat sera collected after the outbreak were positive for the receptor binding domain (RBD) of SARS-CoV-2 by indirect enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). Among the positive samples, 11 had SARS-CoV-2 neutralizing antibodies with a titer ranging from 1/20 to 1/1080. No serological cross-reactivity was detected between the SARS-CoV-2 and type I or II feline infectious peritonitis virus (FIPV). Our data demonstrates that SARS-CoV-2 has infected cat population in Wuhan during the outbreak.