ABSTRACT HIV-1 replication is tightly regulated in host cells, and various restriction factors have important roles in inhibiting viral replication. SAMHD1, a well-known restriction factor, suppresses HIV-1 replication by hydrolyzing intracellular dNTPs, thereby limiting the synthesis of viral cDNA in quiescent cells. In this study, we revealed an additional and distinct mechanism of SAMHD1 inhibition during the postviral cDNA synthesis stage. Using immunoprecipitation and mass spectrometry analysis, we demonstrated the interaction between SAMHD1 and MX2/MxB, an interferon-induced antiviral factor that inhibits HIV-1 cDNA nuclear import. The disruption of endogenous MX2 expression significantly weakened the ability of SAMHD1 to inhibit HIV-1. The crucial region within SAMHD1 that binds to MX2 has been identified. Notably, we found that SAMHD1 can act as a sensor that recognizes and binds to the incoming HIV-1 core, subsequently delivering it to the molecular trap formed by MX2, thereby blocking the nuclear entry of the HIV-1 core structure. SAMHD1 mutants unable to recognize the HIV-1 core showed a substantial decrease in antiviral activity. Certain mutations in HIV-1 capsids confer resistance to MX2 inhibition while maintaining susceptibility to suppression by the SAMHD1-MX2 axis. Overall, our study identifies an intriguing antiviral pattern wherein two distinct restriction factors, SAMHD1 and MX2, collaborate to establish an alternative mechanism deviating from their actions. These findings provide valuable insight into the complex immune defense networks against exogenous viral infections and have implications for the development of targeted anti-HIV therapeutics. IMPORTANCE In contrast to most restriction factors that directly bind to viral components to exert their antiviral effects, SAMHD1, the only known deoxynucleotide triphosphate (dNTP) hydrolase in eukaryotes, indirectly inhibits viral replication in quiescent cells by reducing the pool of dNTP substrates available for viral cDNA synthesis. Our study provides a novel perspective on the antiviral functions of SAMHD1. In addition to its role in dNTP hydrolysis, SAMHD1 cooperates with MX2 to inhibit HIV-1 nuclear import. In this process, SAMHD1 acts as a sensor for incoming HIV-1 cores, detecting and binding to them, before subsequently delivering the complex to the molecular trap formed by MX2, thereby immobilizing the virus. This study not only reveals a new antiviral pathway for SAMHD1 but also identifies a unique collaboration and interaction between two distinct restriction factors, establishing a novel line of defense against HIV-1 infection, which challenges the traditional view of restriction factors acting independently. Overall, our findings further indicate the intricate complexity of the host immune defense network and provide potential targets for promoting host antiviral immune defense.

Abstract Silica sol-impregnated glass fiber products were prepared via the sol-gel method, with tetraethoxysilane (TEOS) as a precursor and hydrochloric acid (HCl) as a catalyst, and characterized by 1 H NMR, FT-IR, and solid 29 Si NMR analyses. The results indicated that the structure of the impregnating agents was significantly affected by the amount of water added. With a decrease in the molar ratio of added water, the degree of TEOS hydrolysis was reduced, and more ethoxy groups -OCH 2 CH 3 were formed, resulting in the formation of sol products with a linear structure. Furthermore, contact angle and water absorption tests showed that as the molar ratio of water increased, the water contact angle decreased, whereas the water absorption of impregnated glass fiber increased. These results indicate that a higher hydrolysis degree of TEOS with more added water generates more Si-OH groups, facilitating the cross-linking of sol products to form a network structure.

Marine ecosystem has been experiencing multiple stressors caused by anthropogenic activities, including ocean acidification (OA) and nickel (Ni) pollution. Here, we examined the individual/combined effects of OA (pCO2 1000 μatm) and Ni (6 μg/L) exposure on a marine copepod Tigriopus japonicus for six generations (F1-F6), followed by one-generation recovery (F7) in clean seawater. Ni accumulation and several important phenotypic traits were measured in each generation. To explore within-generation response and transgenerational plasticity, we analyzed the transcriptome profile for the copepods of F6 and F7. The results showed that Ni exposure compromised the development, reproduction and survival of copepods during F1-F6, but its toxicity effects were alleviated by OA. Thus, under OA and Ni combined exposure, due to their antagonistic interaction, the disruption of Ca2+ homeostasis, and the inhibition of calcium signaling pathway and oxytocin signaling pathway were not found. However, as a cost of acclimatization/adaption potential to long-term OA and Ni combined exposure, there was a loss of transcriptome plasticity during recovery, which limited the resilience of copepods to previously begin environments. Overall, our work fosters a comprehensive understanding of within- and transgenerational effects of climatic stressor and metal pollution on marine biota.

Despite the great interest in the consequences of global change stressors on marine organisms, their interactive effects on cadmium (Cd) bioaccumulation/biotoxicity are very poorly explored, particularly in combination with the toxicokinetic model and molecular mechanism. According to the projections for 2100, this study investigated the impact of elevated pCO2 and increased temperature (isolated or joint) on Cd uptake dynamics and transcriptomic response in the marine copepod Tigriopus japonicus. Toxicokinetic results showed significantly higher Cd uptake in copepods under increased temperature and its combination with elevated pCO2 relative to the ambient condition, linking to enhanced Cd bioaccumulation. Transcriptome analysis revealed that, under increased temperature and its combination with elevated pCO2, up-regulated expression of Cd uptake-related genes but down-regulation of Cd exclusion-related genes might cause increased cellular Cd level, which not only activated detoxification and stress response but also induced oxidative stress and concomitant apoptosis, demonstrating aggravated Cd biotoxicity. However, these were less pronouncedly affected by elevated pCO2 exposure. Therefore, temperature seems to be a primary factor in increasing Cd accumulation and its toxicity in the future ocean. Our findings suggest that we should refocus the interactive effects between climate change stressors and Cd pollution, especially considering temperature as a dominant driver. Cadmium (Cd), a representative of metal contaminants, poses a great threat to the marine ecosystem. Cd pollution in the context of human-induced climate change (e.g., increased temperature and high pCO2) can have stronger negative impacts on marine biota. This study integrating toxicokinetics and omics approaches revealed that climate change stressors can aggravate Cd uptake and accumulation in marine organisms, rendering Cd pollution exhibiting higher risk, and also providing the potential mechanism related. In particular, increased temperature plays a dominant role. This study has given new insights into the complex interaction between climate change stressors and metal pollution in the marine ecosystem.