The SARS-CoV-2 spike (S) protein variant D614G supplanted the ancestral virus worldwide, reaching near fixation in a matter of months. Here we show that D614G was more infectious than the ancestral form on human lung cells, colon cells, and on cells rendered permissive by ectopic expression of human ACE2 or of ACE2 orthologs from various mammals, including Chinese rufous horseshoe bat and Malayan pangolin. D614G did not alter S protein synthesis, processing, or incorporation into SARS-CoV-2 particles, but D614G affinity for ACE2 was reduced due to a faster dissociation rate. Assessment of the S protein trimer by cryo-electron microscopy showed that D614G disrupts an interprotomer contact and that the conformation is shifted toward an ACE2 binding-competent state, which is modeled to be on pathway for virion membrane fusion with target cells. Consistent with this more open conformation, neutralization potency of antibodies targeting the S protein receptor-binding domain was not attenuated.

Antiretroviral therapy (ART) suppresses HIV-1 viremia and prevents progression to AIDS. Nonetheless, chronic inflammation is a common problem for people living with HIV-1 on ART. One possible cause of inflammation is ongoing transcription from HIV-1 proviruses, whether or not the sequences are competent for replication. Previous work has shown that intron-containing RNA expressed from the HIV-1 provirus in primary human blood cells, including CD4+ T cells, macrophages, and dendritic cells, activates type 1 interferon. This activation required HIV-1 rev and was blocked by the XPO1 (CRM1)-inhibitor leptomycin. To identify the innate immune receptor required for detection of intron-containing RNA expressed from the HIV-1 provirus, a loss-of-function screen was performed with shRNA-expressing lentivectors targeting twenty-one candidate genes in human monocyte derived dendritic cells. Among the candidate genes tested, only knockdown of XPO1 (CRM1), IFIH1 (MDA5), or MAVS prevented activation of the IFN-stimulated gene ISG15. The importance of IFIH1 protein was demonstrated by rescue of the knockdown with non-targetable IFIH1 coding sequence. Inhibition of HIV-1-induced ISG15 by the IFIH1-specific Nipah virus V protein, and by IFIH1-transdominant inhibitory CARD-deletion or phosphomimetic point mutations, indicates that IFIH1 filament formation, dephosphorylation, and association with MAVS, are all required for innate immune activation in response to HIV-1 transduction. Since both IFIH1 and DDX58 (RIG-I) signal via MAVS, the specificity of HIV-1 RNA detection by IFIH1 was demonstrated by the fact that DDX58 knockdown had no effect on activation. RNA-Seq showed that IFIH1-knockdown in dendritic cells globally disrupted the induction of IFN-stimulated genes. Finally, specific enrichment of unspliced HIV-1 RNA by IFIH1 was revealed by formaldehyde crosslinking immunoprecipitation (f-CLIP). These results demonstrate that IFIH1 is required for innate immune activation by intron-containing RNA from the HIV-1 provirus, and potentially contributes to chronic inflammation in people living with HIV-1.

SUMMARY The SARS-CoV-2 spike (S) protein variant D614G supplanted the ancestral virus worldwide in a matter of months. Here we show that D614G was more infectious than the ancestral form on human lung cells, colon cells, and cells rendered permissive by ectopic expression of various mammalian ACE2 orthologs. Nonetheless, D614G affinity for ACE2 was reduced due to a faster dissociation rate. Assessment of the S protein trimer by cryo-electron microscopy showed that D614G disrupts a critical interprotomer contact and that this dramatically shifts the S protein trimer conformation toward an ACE2-binding and fusion-competent state. Consistent with the more open conformation, neutralization potency of antibodies targeting the S protein receptor-binding domain was not attenuated. These results indicate that D614G adopts conformations that make virion membrane fusion with the target cell membrane more probable but that D614G retains susceptibility to therapies that disrupt interaction of the SARS-CoV-2 S protein with the ACE2 receptor.

The capsid (CA) protein lattice of HIV-1 and other retroviruses encases viral genomic RNA and regulates steps that are essential to retroviral invasion of target cells, including reverse transcription, nuclear trafficking, and integration of viral cDNA into host chromosomal DNA[1][1]. Cyclophilin A (CypA), the first cellular protein reported to bind HIV-1 CA[2][2], has interacted with invading lentiviruses related to HIV-1 for millions of years[3][3]–[7][4]. Disruption of the CA-CypA interaction decreases HIV-1 infectivity in human cells[8][5]–[12][6], but stimulates infectivity in non-human primate cells[13][7]–[15][8]. Genetic and biochemical data suggest that CypA interaction with CA protects HIV-1 from a restriction factor in human cells[16][9]–[20][10]. Discovery of the CA-specific restriction factor TRIM5α[21][11], and of TRIM5-CypA fusion genes that were independently generated at least four times in phylogeny[4][12],[5][13],[15][8],[22][14]–[25][15], pointed to human TRIM5α as the CypA-sensitive restriction factor. However, significant HIV-1 restriction by human TRIM5α[21][11], let alone inhibition of such activity by CypA[26][16], has not been detected. Here, exploiting reverse genetic tools optimized for primary human CD4+ T cells, macrophages, and dendritic cells, we demonstrate that disruption of the CA-CypA interaction renders HIV-1 susceptible to restriction by human TRIM5α, with the block occurring before reverse transcription. Identical findings were obtained with single-cycle vectors or with replication-competent HIV-1, including sexually-transmitted clones from sub-Saharan Africa. Endogenous TRIM5α was observed to associate with virion cores as they entered the macrophage cytoplasm, but only when the CA-CypA interaction was disrupted. These experiments resolve the long-standing mystery of the role of CypA in HIV-1 replication by demonstrating that this ubiquitous cellular protein shields HIV-1 from previously inapparent, but potent inhibition, imposed by human TRIM5α. Hopefully this reinvigorates development of CypA-inhibitors for treatment of HIV-1 and other CypA-dependent pathogens[27][17]–[30][18]. [1]: #ref-1 [2]: #ref-2 [3]: #ref-3 [4]: #ref-7 [5]: #ref-8 [6]: #ref-12 [7]: #ref-13 [8]: #ref-15 [9]: #ref-16 [10]: #ref-20 [11]: #ref-21 [12]: #ref-4 [13]: #ref-5 [14]: #ref-22 [15]: #ref-25 [16]: #ref-26 [17]: #ref-27 [18]: #ref-30