The development of a new crop variety is a time-consuming and costly process due to plant breeding's reliance on gene shuffling to introduce desired genes into elite germplasm followed by backcrossing. We propose alternative technology that transiently targets various regulatory circuits within a plant, leading to operator-specified alterations of agronomic traits, such as time of flowering, vernalization requirement, plant height or drought tolerance. We redesigned techniques of gene delivery, amplification and expression around RNA viral transfection methods that can be implemented on an industrial scale and with multiple crop plants. The process does not involve genetic modification of the plant genome and is thus limited to a single plant generation, is broadly applicable, fast, tunable, versatile, and can be used throughout much of the crop cultivation cycle. The RNA-based reprogramming may be especially useful in case of major plant pathogen pandemics, but also for commercial seed production and for rapid adaptation of orphan crops.3 Modern plant breeding relies on recombination to introduce novel useful genes/alleles into elite germplasm. Development of a new variety is time-consuming and expensive, even with a use of most advanced technologies such as genome editing. We sought to design a flexible, rapid and industrially scalable alternative platform to alter hormonal and other regulatory circuits within a plant, by rebuilding the known techniques of transient gene expression around gene delivery methods that can be performed on an industrial scale, and that can be practiced with multiple crop plants. Our approach focused on two types of vectors commonly used in laboratory science; namely, Agrobacterium as the primary DNA vector, and RNA viral amplicons as secondary/primary vectors and amplifiers of information molecules. We and others have successfully used Agrobacterium-based transfection to design industrial-scale manufacturing processes for producing recombinant proteins in plants [1][2][3][4] , including biopharmaceuticals, vaccines and biomaterials 5 . This earlier-generation transient reprogramming focused on a single plant species, Nicotiana benthamiana. The method required vacuum-assisted infiltration of bacteria into the intercellular leaf space and, by design, ignored the general agronomic performance of the plant other than the high-level expression of heterologous recombinant proteins that were almost exclusively of non-plant origin. A few attempts to modify agronomic traits, namely viral induction of flowering, were also previously reported, but were limited to research-scale experiments [6][7][8][9][10][11] .We report here that multiple economically important crop plants can be induced to exhibit desirable agronomic performance traits, by simply spraying them with agrobacteria carrying viral replicons to express plant genes. Moreover, we also demonstrate that most of the agronomic traits can also be engineered by spraying plants with packaged RNA viral vectors thus 4 eliminating DNA release...

N-terminal truncation and pyroglutamyl (pE) formation are naturally occurring chemical modifications of the Aβ peptide in Alzheimer's disease. We show herein that these two modifications significantly reduce the fibril length and the transition midpoint of thermal unfolding of the fibrils, but they do not substantially perturb the fibrillary peptide conformation. This observation implies that the N terminus of the unmodified peptide protects Aβ fibrils against mechanical stress and fragmentation and explains the high propensity of pE-modified peptides to form small and particularly toxic aggregates.

N-terminal verkürzte,P yroglutamat-modifizierte Varianten des Ab-Peptids sind natürlich vorkommende chemische Modifikationen bei der Alzheimerschen Krankheit. Wirzeigen hier,dass die beiden Modifikationen die Länge der Fibrillen und den Übergangsmittelpunkt der thermischen Entfaltung der Fibrillen signifikant herabsetzen. Die Peptidkonformation in den Fibrillen bleibt jedochw eitestgehend unbeeinflusst. Diese Beobachtung lässt darauf schließen, dass der unmodifizierte N-Terminus die Fibrillen vor mechani-schemStress und Fragmentierung schützt. Sie erklärt ebenfalls die hohe Wahrscheinlichkeit von Pyroglutamat-modifiziertem Peptid, kleinere,b esonders toxische Aggregate zu bilden.Die N-terminale Verkürzung und Pyroglutamat(pE)-Modifikation von Ab bestimmen die biochemische Entwicklung und das Fortschreiten der Alzheimerschen Krankheit (AK). [1][2][3] Abhängig von der Analysemethode sind 10-50 % des abgelagerten Ab Pyroglutamat-modifiziert. [4][5][6] Die pharmakologische Inhibierung der Glutaminyl-Cyclase,a lso des Enzyms,d as die Bildung des Lactamrings katalysiert, ver-ringert Amyloidablagerungen in vivo und verzçgert den Gedächtnisverlust bei Mäusen. [1] Bisher wurden allerdings unterschiedliche Ergebnisse über die zugrundeliegenden biophysikalischen Einflüsse dieser Modifikationen verçffentlicht. In mehreren Studien wurde eine beschleunigte Fibrillierung beobachtet, [7][8][9][10] während in anderen eine inhibitorische Wirkung, [11] eine verstärkte Bildung kleiner, zytotoxischer Oligomere [8,10,12,13] oder ein unterschiedlicher Einfluss auf Ab40 und Ab42 angegeben wird. [14] Um den kinetischen Einfluss der N-terminalen Modifikation auf die Fibrillenbildung zu klären, wurden Thioflavin-T(ThT)-Fluoreszenzmessungen durchgeführt. Diese zeigen, dass eine N-terminale Verkürzung die Fibrillenbildung beschleunigt. Der Effekt ist bei Pyroglutamat-modifiziertem Peptid noch ausgeprägter (Abbildung 1). Es wurden immer disaggregierte Peptide für die Messungen verwendet, und aufgrund der bekannten Streuung von ThT-Kinetiken wurden für jede Versuchsbedingung mindestens fünf Replikate untersucht. [15] Der beschleunigende Effekt wurde unabhängig davon beobachtet, ob die verwendeten Peptide bis Aminosäure 40 oder 42 reichten (Abbildung 1B). Die Modifikationen bewirken eine verkürzte Lag-Phase sowie eine erhçhte Wachstumsrate k (Abbildung S1 der Hintergrundinformationen). Dies bedeutet, dass sowohl die Lag-Phase als auch die Wachstumsphase der Fibrillenbildung durch die Modifikation beschleunigt werden.Massenspektrometrie vor und nach erfolgter Disaggregation sowie der Fibrillenbildung ergaben identische Peptidmassen (Abbildung S2), sodass sich zumindest kein Anhaltspunkt dafür ergibt, dass die Ergebnisse durch pE-Ringbildung oder -çffnung beeinflusst werden. Die Bestimmung der kritischen Konzentration ermçglichte eine Messung der ¾nderung der Gibbs-Energie (DG)v on Ab(1-40), Ab(3-40) und pEAb(3-40) während der Aggregation zu (À34.7 AE 0.2) kJ mol À1 ,( À36.3 AE 0.1) kJ mol À1 bzw.( À35.9 AE 0.3) kJ mol À1 .S omit scheint die Aggr...