Protéine kinase GCN2 et phosphorylation de l’intégrase du VIH-1

Kinase GCN2 and the phosphorylation of HIV-1 integrase

• Auteur / Autrice : Anaïs Jaspart
• Direction : Marie-Line Andréola
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie-Immunologie
• Date : Soutenance le 12/12/2014
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement d'accueil : Université Bordeaux-II (1971-2013)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microbiologie fondamentale et pathogénicité (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Edith Lafon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Lavigne, Jean-Marie Schmitter, Anne-Catherine Maurin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Angela Ciuffi, Marc Lavigne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phosphorylation

Intégrase du VIH

Protéines kinases

Mots clés libres

VIH-1

Intégrase

GCN2

HIV-1

Integrase

GCN2

Résumé

L’intégrase (IN) du VIH-1 est une enzyme clé qui catalyse l’insertion stable du génome viral dans celui de la celluleinfectée. D’autre part, l’IN participe également à de nombreuses étapes du cycle viral telles que la transcriptioninverse ou la maturation virale. La compréhension des mécanismes impliqués dans la régulation de l’intégrationcellulaire au cours de l’infection est un enjeu important. L’IN fait partie du complexe de préintégration composé defacteurs cellulaires et viraux. La dynamique des interactions au sein de ce complexe régule les activités catalytiquesmais également non catalytiques de l’IN. C’est dans ce contexte de recherche de nouveaux cofacteurs de l’intégraseque nous avons identifié une interaction entre l’IN et la protéine Kinase GCN2.Mon travail de thèse s’est orienté sur trois questions autour de l’étude du rôle de cette interaction IN/GCN2.- Dans un premier temps, le rôle de la protéine kinase cellulaire GCN2 au cours du cycle viral a été étudié. Nousavons pu montrer que l’infection par le VIH-1 provoque un stress activant GCN2. Cette activation aboutit à uneinhibition de la traduction dès les premières heures de l’infection.- GCN2 est capable de phosphoryler l’IN du VIH-1 sur deux positions : les sérines en position 24 et 255. L’étude durôle de la phosphorylation de l’IN par GCN2 a permis de montrer que l’absence de phosphorylation de l’IN entraîneune stimulation de l’infection. GCN2 via la phosphorylation de l’IN a donc un effet restrictif sur l’infection par le VIH-1.- L’étude du domaine d’interaction entre l’IN et GCN2 a permis d’identifier un résidu essentiel de l’IN, l’acideglutamique en position 85 (E85). En effet, la mutation E85A de l’IN entraîne la production de virus non infectieux,suite à un défaut de maturation

HIV-1 integrase (IN) catalyzes the integration of the viral DNA into the cellular genome. Besides, IN is also involved inother steps of the viral life cycle like the reverse transcription or the viral maturation. Our group is interested in themechanisms involved in the regulation of cellular integration during the infection. IN is part of a pre-integrationcomplex composed of cellular and viral proteins. The dynamic of these interactions regulates IN activities but also noncatalytic activities such as nuclear import and tethering of the complex to the integration site. During theidentification of news partners of IN, an interaction between IN and the kinase GCN2 was characterizedMy PhD project is composed of 3 topics:- The role of the cellular kinase GCN2 was studied during the viral cycle. We showed that GCN2 is activated uponHIV-1 infection. This activation leads to a general decrease of cellular translation during the first hours of infection.-GCN2 is able to phosphorylate IN on two positions: the serines in position 24 and 255. The absence of INphosphorylation causes a stimulation of HIV-1 infection. We demonstrate that GCN2 affects the viral cycle via thephosphorylation of IN.- Binding domain analysis between IN and GCN2 led to the identification of a critical residue of IN, the glutamicacid in position 85 (E85). Mutations E85A of IN impair the viral production by inhibiting the viral maturation.