Virology under the microscope—a call for rational discourse

Viruses have brought humanity many challenges: respiratory infection, cancer, neurological impairment and immunosuppression to name a few. Virology research over the last 60+ years has responded to reduce this disease burden with vaccines and antivirals. Despite this long history, the COVID-19 pandemic has brought unprecedented attention to the field of virology. Some of this attention is focused on concern about the safe conduct of research with human pathogens. A small but vocal group of individuals has seized upon these concerns – conflating legitimate questions about safely conducting virus-related research with uncertainties over the origins of SARS-CoV-2. The result has fueled public confusion and, in many instances, ill-informed condemnation of virology. With this article, we seek to promote a return to rational discourse. We explain the use of gain-of-function approaches in science, discuss the possible origins of SARS-CoV-2 and outline current regulatory structures that provide oversight for virological research in the United States. By offering our expertise, we – a broad group of working virologists – seek to aid policy makers in navigating these controversial issues. Balanced, evidence-based discourse is essential to addressing public concern while maintaining and expanding much-needed research in virology

CRISPR Immunity Drives Rapid Phage Genome Evolution in Streptococcus thermophilus

Many bacteria rely on CRISPR-Cas systems to provide adaptive immunity against phages, predation by which can shape the ecology and functioning of microbial communities. To characterize the impact of CRISPR immunization on phage genome evolution, we performed long-term bacterium-phage (Streptococcus thermophilus-phage 2972) coevolution experiments. We found that in this species, CRISPR immunity drives fixation of single nucleotide polymorphisms that accumulate exclusively in phage genome regions targeted by CRISPR. Mutation rates in phage genomes highly exceed those of the host. The presence of multiple phages increased phage persistence by enabling recombination-based formation of chimeric phage genomes in which sequences heavily targeted by CRISPR were replaced. Collectively, our results establish CRISPR-Cas adaptive immunity as a key driver of phage genome evolution under the conditions studied and highlight the importance of multiple coexisting phages for persistence in natural systems

Contrôle paléogéographique des moussons asiatiques auCénozoïque : le Tibet et (surtout) tous les autres

National audienceLes moussons Sud et Est asiatiques sont des phénomènes climatiques quiconditionnent aujourd’hui la production de nourriture de millions de personnes.Résultant de l’interaction entre le battement saisonnier de la Zone de ConvergenceIntertropicale, les gradients de température de surface et la géographie du pourtour del’Océan Indien, la question de leur mise en place, ou de leur intensification, au cours duCénozoïque reste un sujet débattu, qui met en lumière notre compréhension encoreimparfaite de leurs forçages principaux. Si la présence d’un plateau Tibétainsuffisamment haut a souvent été présentée comme la condition sine qua non à laprésence de moussons en Asie, cette vision a depuis été largement remise en question.De plus, des données récentes suggérant des moussons précoces dès l’Éocène supérieur(~40 Ma), soit dans un contexte climatique et paléogéographique bien différent desconditions actuelles, contribuent également nuancer ce rôle hégémonique joué par lePlateau Tibétain. Afin de tester la sensibilité de la circulation atmosphérique asiatique àd’autres forçages paléogéographiques, mais également climatiques, la modélisationpaléoclimatique est un outil de choix.Avec le modèle de système terre IPSL-CM5A2, nous simulons l’évolution duclimat asiatique au cours du Cénozoïque. Les paléogéographies utilisées dans nossimulations paléoclimatiques compilent l’état de l’art des connaissances actuelles surl’évolution de la distribution terre-océan et de la topographie. Des paléogéographiesalternatives sont également testées, afin de préciser l’impact d’une région particulièresur le climat, ou lorsqu’il n’existe pas de consensus sur la morphologie d’une régionprécise à une période donnée. L’application de diagnostics de moussons, régionaux etsaisonniers, sur les climats simulés nous suggère une mise en place asynchrone desdifférentes caractéristiques des moussons asiatiques modernes. Par ailleurs, nosrésultats mettent en exergue le rôle fondamental joué par l’exondation de la plaqueArabe, ainsi que par la surrection des reliefs Iraniens, Est- Africains et Mongols sur lacirculation atmosphérique asiatique, qui apparaissent au moins aussi important que lasurrection du complexe Himalaya-Tibet

Contrôle paléogéographique des moussons asiatiques auCénozoïque : le Tibet et (surtout) tous les autres

National audienceLes moussons Sud et Est asiatiques sont des phénomènes climatiques quiconditionnent aujourd’hui la production de nourriture de millions de personnes.Résultant de l’interaction entre le battement saisonnier de la Zone de ConvergenceIntertropicale, les gradients de température de surface et la géographie du pourtour del’Océan Indien, la question de leur mise en place, ou de leur intensification, au cours duCénozoïque reste un sujet débattu, qui met en lumière notre compréhension encoreimparfaite de leurs forçages principaux. Si la présence d’un plateau Tibétainsuffisamment haut a souvent été présentée comme la condition sine qua non à laprésence de moussons en Asie, cette vision a depuis été largement remise en question.De plus, des données récentes suggérant des moussons précoces dès l’Éocène supérieur(~40 Ma), soit dans un contexte climatique et paléogéographique bien différent desconditions actuelles, contribuent également nuancer ce rôle hégémonique joué par lePlateau Tibétain. Afin de tester la sensibilité de la circulation atmosphérique asiatique àd’autres forçages paléogéographiques, mais également climatiques, la modélisationpaléoclimatique est un outil de choix.Avec le modèle de système terre IPSL-CM5A2, nous simulons l’évolution duclimat asiatique au cours du Cénozoïque. Les paléogéographies utilisées dans nossimulations paléoclimatiques compilent l’état de l’art des connaissances actuelles surl’évolution de la distribution terre-océan et de la topographie. Des paléogéographiesalternatives sont également testées, afin de préciser l’impact d’une région particulièresur le climat, ou lorsqu’il n’existe pas de consensus sur la morphologie d’une régionprécise à une période donnée. L’application de diagnostics de moussons, régionaux etsaisonniers, sur les climats simulés nous suggère une mise en place asynchrone desdifférentes caractéristiques des moussons asiatiques modernes. Par ailleurs, nosrésultats mettent en exergue le rôle fondamental joué par l’exondation de la plaqueArabe, ainsi que par la surrection des reliefs Iraniens, Est- Africains et Mongols sur lacirculation atmosphérique asiatique, qui apparaissent au moins aussi important que lasurrection du complexe Himalaya-Tibet

Contrôle paléogéographique des moussons asiatiques auCénozoïque : le Tibet et (surtout) tous les autres

National audienceLes moussons Sud et Est asiatiques sont des phénomènes climatiques quiconditionnent aujourd’hui la production de nourriture de millions de personnes.Résultant de l’interaction entre le battement saisonnier de la Zone de ConvergenceIntertropicale, les gradients de température de surface et la géographie du pourtour del’Océan Indien, la question de leur mise en place, ou de leur intensification, au cours duCénozoïque reste un sujet débattu, qui met en lumière notre compréhension encoreimparfaite de leurs forçages principaux. Si la présence d’un plateau Tibétainsuffisamment haut a souvent été présentée comme la condition sine qua non à laprésence de moussons en Asie, cette vision a depuis été largement remise en question.De plus, des données récentes suggérant des moussons précoces dès l’Éocène supérieur(~40 Ma), soit dans un contexte climatique et paléogéographique bien différent desconditions actuelles, contribuent également nuancer ce rôle hégémonique joué par lePlateau Tibétain. Afin de tester la sensibilité de la circulation atmosphérique asiatique àd’autres forçages paléogéographiques, mais également climatiques, la modélisationpaléoclimatique est un outil de choix.Avec le modèle de système terre IPSL-CM5A2, nous simulons l’évolution duclimat asiatique au cours du Cénozoïque. Les paléogéographies utilisées dans nossimulations paléoclimatiques compilent l’état de l’art des connaissances actuelles surl’évolution de la distribution terre-océan et de la topographie. Des paléogéographiesalternatives sont également testées, afin de préciser l’impact d’une région particulièresur le climat, ou lorsqu’il n’existe pas de consensus sur la morphologie d’une régionprécise à une période donnée. L’application de diagnostics de moussons, régionaux etsaisonniers, sur les climats simulés nous suggère une mise en place asynchrone desdifférentes caractéristiques des moussons asiatiques modernes. Par ailleurs, nosrésultats mettent en exergue le rôle fondamental joué par l’exondation de la plaqueArabe, ainsi que par la surrection des reliefs Iraniens, Est- Africains et Mongols sur lacirculation atmosphérique asiatique, qui apparaissent au moins aussi important que lasurrection du complexe Himalaya-Tibet

CRISPR immunity drives rapid phage genome evolution in Streptococcus thermophilus.

UnlabelledMany bacteria rely on CRISPR-Cas systems to provide adaptive immunity against phages, predation by which can shape the ecology and functioning of microbial communities. To characterize the impact of CRISPR immunization on phage genome evolution, we performed long-term bacterium-phage (Streptococcus thermophilus-phage 2972) coevolution experiments. We found that in this species, CRISPR immunity drives fixation of single nucleotide polymorphisms that accumulate exclusively in phage genome regions targeted by CRISPR. Mutation rates in phage genomes highly exceed those of the host. The presence of multiple phages increased phage persistence by enabling recombination-based formation of chimeric phage genomes in which sequences heavily targeted by CRISPR were replaced. Collectively, our results establish CRISPR-Cas adaptive immunity as a key driver of phage genome evolution under the conditions studied and highlight the importance of multiple coexisting phages for persistence in natural systems.ImportancePhages remain an enigmatic part of the biosphere. As predators, they challenge the survival of host bacteria and archaea and set off an "arms race" involving host immunization countered by phage mutation. The CRISPR-Cas system is adaptive: by capturing fragments of a phage genome upon exposure, the host is positioned to counteract future infections. To investigate this process, we initiated massive deep-sequencing experiments with a host and infective phage and tracked the coevolution of both populations over hundreds of days. In the present study, we found that CRISPR immunity drives the accumulation of phage genome rearrangements (which enable longer phage survival) and escape mutations, establishing CRISPR as one of the fundamental drivers of phage evolution

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