Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est un virus à simple brin positif qui appartient au genre Lentivirus dans la famille retroviridae et qui constitue l’agent étiologique du SIDA pandémique.Pendant le cycle réplicatif du VIH-1, la traduction de protéines virales dépend exclusivement de la machinerie traductionnelle cellulaire. Pour cette raison, nous avons cherché à comprendre le rôle de quelques facteurs cellulaires qui pourraient contrôler la traduction du VIH-1 à différents nivaux. Nous avons centré nos recherches sur la traduction de l’ARN génomique (ARNg) du virus qui sert en même temps de génome pour être encapsidé et comme ARN messager pour la traduction des protéines virales Gag et Gag-Pol. 1) Le rôle de l’hélicase d’ARN DDX3 dans la traduction du VIH-1. L’ARNg du VIH-1 possède une région 5’ non traduite très structurée, raison pour laquelle nous avons spéculé sur un possible rôle de DDX3 dans la traduction du VIH-1. Nous avons utilisé une combinaison de techniques in vitro et ex vivo afin de pouvoir démontrer que DDX3 était capable de lier et faire des complexes avec l’ARN de la région 5’ non traduite pour promouvoir l’initiation de la traduction. Nous avons aussi pu démontrer que DDX3 formait des complexes avec les facteurs d’initiation de la traduction PABP, eIF4G et eIF4E. 2) Le changement programmé du cadre de lecture (PRF) dans l’ARN génomique du VIH-1. La traduction de la polyprotéine Gag-Pol du VIH-1 nécessite un décalage de phase de 1 nucléotide en arrière. Ce mécanisme permet la synthèse des protéines Gag et Gag-Pol avec des ratios de 95 et 5% respectivement à partir du même ARN. Cette proportion doit être conservée pour assurer la réplication du virus. Nous avons utilisé un système de double gène rapporteurs et un système de réplication complète du provirus pour montrer que la protéine associé aux granules de stress TIAR pouvait contrôler la réplication viral en régulant la proportion de ribosome qui assurent / Human Immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) is a positive strand RNA virus belonging to the lentivirus genus of the retroviridae family and it is the etiological agent of the pandemic AIDS, which is a major health concern worldwide. Throughout HIV-1 replication cycle, the production of viral proteins depends exclusively on the cellular translational machinery. This is the reason why we have explored the role of some cellular factors that could control HIV-1 translation at different stages. We have focused our studies on the translation of the full length genomic RNA (gRNA), which serves both as genome for viral encapsidation and as a messenger for translation of Gag and Gag-Pol viral polyproteins.1) The role of the RNA helicase DDX3 in HIV-1 translation Initiation The fact that HIV-1 possesses a highly structured 5’ untranslated region (5’UTR) prompted us to speculate that DDX3 may be involved in HIV-1 translation. We used a combination of in vitro and ex-vivo approaches to show that DDX3 was able to bind and form complexes with the 5’-UTR of HIV-1 to assist translation initiation. We also demonstrated that DDX3 can form a complex with initiation factors such as PABP, eIF4G and eIF4E. 2) Programmed Ribosomal Frameshift (PRF) in the genomic RNA of HIV-1Translation of HIV-1 Gag-Pol polyprotein requires a -1 PRF. This mechanism allows the synthesis of Gag and Gag-Pol polyproteins, using the same mRNA template, at ratios of 95 and 5% respectively. Keeping the -1PRF ratio is important as any change leads to reduction in virus infectivity.By means of a dual reporter construct and full provirus replication system we were able to demonstrate that the stress granules associated protein TIAR, controls HIV-1 infectious progeny by regulating the ratio of the HIV-1 PRF.

Les microARN (miARN) sont de petits ARN non-codants qui contrôlent l’expression génique, en s’hybridant, le plus souvent, de manière imparfaite à des séquences spécifiques qui se trouvent généralement dans la région non traduite en 3' (3’UTR) de transcrits cibles. Les miARN guident sur l’ARN messager (ARNm) un complexe protéique appelé RNA-induced Silencing Complex (RISC), composé des protéines Argonaute et TNRC6, qui perturbe l’initiation de la traduction et provoque la déadénylation et la dégradation du transcrit. C'est l’interaction entre le RISC et le complexe de pré-initiation de la traduction 43S (composé de la petite sous-unité ribosomique 40S et des facteurs d’initiation associés) qui entraîne la répression traductionnelle de l’ARNm ciblé. Des résultats récents ont démontré que le RISC perturbe le balayage de la région non traduite en 5’ (5’UTR) par le ribosome, étape qui requiert la présence de 2 facteurs d’initiation qui sont eIF4F qui reconnaît et lie la coiffe ainsi que la protéine PABP, fixée le long de la queue poly(A). Toutefois, les miARN peuvent également induire la stimulation de la traduction des transcrits cibles dans les cellules quiescentes, dans un lysat d’embryons de drosophiles ou encore dans les ovocytes de Xénope. Le mécanisme moléculaire de stimulation de l’expression par les miARN est encore mal connu mais requiert l’absence de queue poly(A) en 3’ des ARN cible et de TNRC6 au sein du complexe RISC. Le Virus de l’Hépatite C (VHC) possède en 5’ de son ARNg un site d’entrée interne du ribosome (IRES) qui recrute la petite sous-unité ribosomique 40S, sans nécessiter la reconnaissance de la coiffe par eIF4F, ni la protéine PABP, ni le balayage de la 5’UTR par le ribosome. Ces caractéristiques singulières nous ont conduits à rechercher l'impact du complexe RISC fixé en 3’ de l’ARNm sur l’initiation de la traduction du VHC. Pour cela, nous avons utilisé des transcrits contenant l'IRES du VHC en 5' et des sites d’hybridation du miARN let-7 en 3’. Ces ARNm ont ensuite été transfectés dans des lignées cellulaires hépatocytaires, ou non. A notre grande surprise, nous avons observé que la fixation du miARN let-7 sur la région 3' du transcrit stimulait fortement l’expression dirigée par l’IRES de VHC. Toutefois, l’augmentation de l’expression n’est pas due à la stabilisation du transcrit mais bien à une hausse significative de la synthèse protéique indépendamment d’un quelconque effet de miR-122. En utilisant d’autres IRES dites 'HCV-like', nous avons pu confirmer ces résultats et démontrer que, l’ajout d’une queue poly(A) en 3’ du transcrit, capable de fixer la PABP, annule cet effet stimulateur suggérant que l’absence de cette protéine est nécessaire pour que le complexe RISC stimule la traduction du VHC. / MicroRNAs (miRNAs) are small non coding RNAs which control gene expression by recognizing and hybridizing to a specific sequence generally located in the 3’UTR of targeted messenger RNA (mRNA). miRNAs serve as a guide for the RNA-Induced Silencing Complex (RISC) that is composed by, at least, the Argonaute proteins and TNRC6. Recent studies have suggested that translation inhibition occurs first and is then followed by deadenylation and degradation of the targeted transcript. The miRNA-induced inhibition of protein synthesis occurs at the level of translation initiation during the ribosomal scanning step and it requires the presence of both the initiation factor eIF4G and the poly(A) Binding Protein (PABP). In this process, the RISC interacts with both PABP and 43S pre-initiation complex (composed by initiation factors and ribosome) and it results in the disruption of linear scanning of the ribosome along the 5’ Untranslated Region (5’UTR). In some specific cases, the binding of miRNAs to their target sequences can upregulate translation initiation. This has notably been demonstrated in G0 quiescent cells, drosophila embryos and Xenopus oocytes. Although the molecular mechanism by which upregulation occurs remains to be precisely determined, it appears that the absence of a poly(A) tail and the lack of availability of the TNRC6 proteins are amongst the major determinants. In the particular case of the Hepatitis C Virus (HCV), the genomic RNA is uncapped and non polyadenylated and harbors an Internal Ribosome Entry Site (IRES) which directly binds to the ribosome with no need for cap-recognition, PABP binding and ribosome scanning. These peculiar features of the HCV IRES prompted us to investigate how viral translation can be regulated by the miRNA machinery. In order to do that, we have used a mRNA that contains the HCV IRES in 5’ and 4 let-7 binding sites in its 3’ extremity. To most of our surprise, we have observed a strong stimulation of the expression of the HCV IRES when the construct is bearing the let-7 sites. This effect is not due to any interference with the miR-122 binding sites although the magnitude of stimulation reached the same level. Our data show that it is the presence of the RISC on the 3' end of the transcript that can stimulate internal ribosome entry at the 5' end. By using other HCV-like IRESes, we could confirm these data and further showed that the absence of a poly(A) tail was an absolute requirement for the stimulation to occur. These effects are not due to an increase of mRNA stability and are rather exerted at the level of translation.

L'IRES du VHC est organisé en une structure secondaire, complexe et hautement conservée, qui comprend quatre domaines distincts (I-IV). Cette organisation permet la liaison directe du facteur d'initiation eucaryote eIF3 et de la sous-unité 40S du ribosome. Le facteur d'initiation eucaryote eIF3 est un complexe de 13 protéines (~ 800 kDa). Certaines de ses sous-unités montrent une affinité pour l'ARN, et parmi elles deux possèdent des motifs de reconnaissance à l'ARN (MRR) : eIF3b (aa : 185-268) et eIF3g (aa : 239-317). Afin de déterminer l'implication de ces motifs dans l'interaction ARN-protéine, nous avons cloné les domaines contenant ces motifs MRR, ainsi que les protéines entières eIF3b et eIF3g. Nous avons ensuite étudié l'interaction de l'ARN et/ou domaines d'ARN avec le complexe eIF3 et/ou protéines ou domaines protéiques en utilisant la méthode de rétention sur filtre. Nous avons ainsi calculé les différentes constantes apparentes de dissociation entre : eIF3/IRES, eIF3b/IRES et MRR-eIF3b/IRES. Ces résultats montrent que la sous-unité eIF3b se lie directement au domaine III de l'IRES via son motif MRR situé dans le domaine N-terminal. Dans un deuxième temps, nous avons utilisé la spectroscopie RMN pour identifier précisément les acides aminés impliqués dans la reconnaissance de l'ARN viral. En utilisant différentes techniques telles que FBA, RMN et SAXS, il s'avère que le domaine IIId (30 nucléotides) représente le motif minimum impliqué dans l'interaction MRR-eIF3b/IRES. Enfin, la technique de SAXS a été mise à profit pour étudier la structure tridimensionnelle de l'IRES libre en solution.