Bases moléculaires de l'assemblage de la snRNP 7SK séquestrant P-TEFb et de son désassemblage par la protéine Tat du VIH-1

par Lisa Muniz

Thèse de doctorat en Biologie moléculaire et cellulaire

Sous la direction de Tamás Kiss.

Soutenue en 2012

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Le facteur positif d'élongation de la transcription P-TEFb est un facteur de transcription général, requis non seulement pour une expression efficace de la majorité des gènes codant des protéines, mais également pour la production de transcrits viraux pleine taille à partir du génome du VIH-1 intégré dans le génome de la cellule hôte. Composé de la kinase CDK9 et d'une cycline T associée, le complexe P-TEFb stimule l'élongation de la transcription en phosphorylant l'ARN polymérase II (ARN pol II), l'enzyme responsable de la synthèse de tous les ARN messagers de la cellule. L'activité du complexe P-TEFb est régulée négativement par sa séquestration réversible et dynamique au sein de la petite particule ribonucléoprotéique nucléaire 7SK (snRNP 7SK) par le petit ARN nucléaire 7SK (snARN 7SK), en coopération avec la protéine HEXIM. La snRNP 7SK contient également les protéines LARP7 et MePCE qui sont associées stablement au snARN 7SK et le stabilisent. La transcription initiée à partir du promoteur LTR (Long Terminal Repeat) du génome du VIH-1 intégré est régulée principalement à l'étape d'élongation. La processivité de la transcription du génome viral dépend de la protéine virale Tat qui recrute P-TEFb au niveau de l'ARN pol II. En plus de son rôle dans le recrutement de P-TEFb, la protéine Tat entraîne le désassemblage de la snRNP 7SK pour augmenter le niveau de P-TEFb actif dans les cellules infectées. Mes travaux de thèse ont visé à mieux définir comment la snRNP 7SK est assemblée et comment la protéine Tat du VIH-1 est capable de la désassembler. Nous avons démontré que la structure en tige-boucle située à l'extrémité 5' du snARN 7SK contient deux motifs de liaison pour les protéines HEXIM ; in vivo, ces deux motifs recrutent deux protéines HEXIM de manière interdépendante. Nous avons ensuite montré que Tat et HEXIM se lient au snARN 7SK de manière mutuellement exclusive. Tat remplace efficacement HEXIM sur le snARN 7SK in vivo permettant ainsi le désassemblage de la snRNP 7SK/HEXIM/P-TEFb pour augmenter le niveau de P-TEFb actif. Enfin, nous avons identifié les éléments du snARN 7SK impliqués dans la liaison des proteins LARP7 et MePCE

  • Titre traduit

    Molecular bases of the 7SK snRNP assembly and of its disruption by the HIV-1 tat protein


  • Résumé

    Synthesis of mRNAs by RNA Pol II is tightly controlled at the step of transcription elongation by the positive transcription elongation factor b (P-TEFb) that is a cyclin-dependent kinase composed of Cdk9 and cyclin T. P-TEFb is a general transcription factor that is required for efficient expression of most protein-coding genes as well as for production of full-length transcripts from the integrated HIV-1 genome. In human cells, about half of P-TEFb forms a kinase-inactive ribonucleoprotein (RNP) with the 7SK snRNA and the HEXIM, LARP7, and MePCE proteins. While LARP7 and MePCE bind stably to and provide stability for 7SK snRNA, P-TEFb and HEXIM show a dynamic, transcription-dependent association with 7SK snRNA. Transcription initiated from the long terminal repeat (LTR) promoter of the integrated HIV-1 genome is controlled predominantly at the level of elongation. The processivity of HIV transcription depends on the viral transactivator Tat that recruits P-TEFb to the RNA Pol II. Besides tethering P-TEFb to the RNA pol II, Tat also promotes the disassembly of the 7SK/HEXIM/P-TEFb snRNP to increase the nuclear level of active P-TEFb in infected cells. I focused my research on trying to understand how the 7SK snRNP is assembled and how the HIV-1 Tat protein is able to disrupt it. We have demonstrated that the 5' hairpin of 7SK contains two binding sites for the HEXIM protein; under in vivo conditions these two HEXIM binding sites of 7SK snRNA recruit two copies of HEXIM in a tightly interdependent manner. We then showed that Tat and HEXIM bind to the 7SK snRNA in a mutually exclusive manner. Tat efficiently replaces HEXIM1 on the 7SK RNA in vivo and therefore, it promotes the disassembly of the 7SK/HEXIM/P-TEFb negative transcriptional regulatory RNP to increase the nuclear level of active P-TEFb. Finally, we have identified the 7SK snRNA elements involved in the binding of the LARP7 and MePCE proteins

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  • Détails : 1 vol. (126 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 91-126

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2012 TOU3 0012
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