Etude du rôle des cytidines désaminases de la famille APOBEC3 dans les phénomènes de restriction virale et d’édition observés sur l’orf vpr du génome du VIH-1

par Cécile Marchand

Thèse de doctorat en Sciences, technologie, santé. Microbiologie

Sous la direction de Alejandro Araya.

Soutenue le 18-12-2009

à Bordeaux 2 , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux) .

Le président du jury était Michel Castroviejo.

Les rapporteurs étaient Serge Benichou, Georges Herbein.


  • Résumé

    Avec la découverte de l’édition des acides nucléiques, le dogme selon lequel l’information génétique est transmise de manière fidèle jusqu’aux protéines a été remis en question. Mise en évidence sur les ARN, l’édition est définie comme la modification de certains transcrits résultant dans la production d'une protéine différente de la séquence codée par le gène. Sur l’ADN, ce processus serait un mécanisme de protection, empêchant l’invasion du génome cellulaire par des gènes exogènes. Chez l’homme, la conversion C-U est catalysée par des cytidines désaminases dont font partie APOBEC3. L’objectif de ce travail a consisté à étudier les enzymes de la famille APOBEC3 impliquées dans les phénomènes de restriction virale observés sur le génome viral du VIH-1, en particulier dans la région de l'ORF Vpr. Des transitions C-T et G-A conduisant à l’inactivation de vpr, corrélées à la variation de l'expression des apobec3, suggèrent que les protéines de la famille APOBEC3 pourraient être en partie responsables de la présence de virus défectifs, et ainsi être impliquées dans la chronicité de l’infection observée pour les cellules H9/LAI et pour au moins un patient non progresseur à long terme. Des tests de désamination in vitro ont permis de montrer une activité d’APOBEC3G au niveau de 2 résidus C. Nous n’avons pas pu mettre en évidence d’activité de désamination sur ce même substrat pour les autres APOBEC3 testées. Ceci suggère que la protéine APOBEC3G pourrait être responsable des modifications observées sur le génome du VIH-1. Des expériences préliminaires à la recherche des partenaires cellulaires potentiels, suggèrent l’existence d’un complexe composé d’au moins 5 protéines.


  • Résumé

    RNA editing is a post-transcriptional process that changes the informational capacity within the RNA. This process modifies transcripts in many organisms and thus contributes to expanding the number of gene products without the generation of new genes. Base changes on DNA by C deaminases can be considered as a protection mechanism preventing the invasion of the cell by exogenous genes. In human, A-I and C-U conversion have been described. The C-to-U changes are catalyzed by APOBEC cytidine deaminases, with the APOBEC3 family involved in DNA modifications. The aim of this work is to study the APOBEC3 proteins that are involved in viral restriction phenomenon observed particularly in HIV-1 infections. One of the targets for deamination, the vpr orf, was chosen as model. The correlation between C-T and G-A transitions inactivating vpr with the variation of apobec3 expression, led us to postulate that APOBEC3 family proteins could be partially responsible of the presence of defective viruses. In that way, the activity of restriction deaminases may be involved in chronic infection observed in the H9/LAI cells and, in some cases, on long-term non-progressor patients. In vitro deamination assays showed that two C residues in vpr can be modified in Us by APOBEC3G, but not by other APOBEC3 deaminases, suggesting that APOBEC3G is responsible of the changes observed on the HIV-1 genome. I also look for potential cellular partners for APOBEC3G using a TAP-tag approach. Preliminary experiments indicate a complex composed of at least five proteins.


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