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The role of adenoviral capsid protein VI in cell cycle modulation / Le rôle de la protéine adénovirale de capside VI dans la modulation du cycle cellulaireVaillant, Remi 08 December 2014 (has links)
Les Adénovirus humains sont des virus non enveloppés se répliquant dans le noyau des cellules hôtes.Durant l’infection et après leur entrée par endocytose, les Adénovirus sont transportés au noyau pourinitier l’expression du génome viral. Dans l’endosome, les capsides virales subissent un désassemblagepartiel et libèrent le facteur viral lytique, la protéine VI (pVI). Au niveau de la membrane de l’endosome,cette protéine va alors induire sa rupture permettant ainsi le relargage des virions au sein du cytoplasmegrâce à son hélice amphipatique N-terminale. Par la suite, pVI est transportée vers des structuresnucléaires appelées PML nuclear bodies (PML-NB), associée une ubiquitine ligase cytoplasmique, laNedd4.2. Les PML-NB sont des complexes nucléaires multi-protéiques qui ont des propriétésantivirales. Celles-ci impliquent le recrutement de facteurs de transcription répressifs comme parexemple la protéine anti apoptotique Daxx ou encore le suppresseur de tumeur p53, impliqué dans larégulation du cycle cellulaire. Il a été montré que la protéine pVI en complexe avec Nedd4.2 induit larelocalisation de Daxx des PML-NB dans le cytoplasme, ce qui permet une expression efficace dugénome viral. Ainsi, l’inhibition fonctionnelle de Daxx par pVI suggère que cette protéine virale puisseaussi être impliquée dans la restriction de p53.Dans cette étude, nous avons montré que le nombre des modifications post-traductionnelles (PTM) dep53 augmentent en présence de pVI dans la cellule. De plus, les données obtenues montrent quel’expression de pVI affecte la transcription dépendante de p53 et que l’interaction avec Nedd4.2 n’estpas nécessaire pour inhiber les fonctions de p53. Pour étudier l’implication de pVI dans la modulationdu cycle cellulaire, nous avons créé une lignée cellulaire humaine exprimant cette protéine virale defaçon stable. La caractérisation de cette lignée a permis de mettre en évidence une prolifération cellulaireaccrue. Nos observations ont aussi montré une perte importante des PML-NB et une réduction desprotéines clés du cycle cellulaire p53 et pRb, un autre suppresseur de tumeur. Par des techniques demicro-injection et l’utilisation de l’inhibiteur MG132, nous avons observé que ces deux facteurscellulaires sont ciblés vers le protéasome et dégradés lors de la surexpression de pVI. L’étude desfonctions de cette protéine virale laisse penser que la protéine pVI présente un potentiel oncogéniquecar en effet, sa surexpression induit la dérégulation de l’homéostasie cellulaire et l’inhibition desuppresseurs de tumeur, comme p53 et pRb. / Human Adenovirus are non-enveloped viruses which replicate inside the host cell nucleus. Uponinfection and after receptor-mediated entry, they are transported towards the nucleus to initiate the viralgene expression. Viral capsids deliver from the endosome into the cytoplasm by partial disassembly andrelease inside the endosome mediated by viral lytic factor protein VI (pVI). pVI is targeted to themembrane via an amphipathic helix structure in the N-terminus of the viral protein. After membranerupture and capsid release, pVI is transported to sub-nuclear structures, so-called PML nuclear bodies(PML-NBs), together with the cytoplasmic ubiquitin ligase Nedd4.2. PML-NBs represent multiproteinaggregates in the host-cell nucleus with an antiviral capacity, as to several PML-associated repressivetranscription factors, such as the anti-apoptotic Daxx protein and the tumor suppressor p53 were reportedto localize at these foci. In addition, pVI-mediated displacement of Daxx from PML-NBs was shown tooccur in dependency of Nedd4.2 to support efficient viral gene expression. Therefore, we postulate thatbesides Daxx functional inhibition, pVI might also be involved in p53 restriction.Here, we show that p53 posttranslational modification (PTM) is increased when pVI protein is presentin the host-cell. Moreover, we obtained data that pVI expression severely impacts p53 inducedtransactivation of cellular transcription. Biochemical approaches indicate that pVI binding of theubiquitin ligase Nedd4.2 is no prerequisite for the capacity to inhibit p53 functions. In a next step toelucidate the role of pVI on cell cycle regulation, we generated a human cell line stably expressing theviral pVI protein. Our characterization analyses show significantly that these cells benefit from thepresence of pVI as we proved increased cell proliferation rates. We also observed an intense loss ofPML-NBs and reduced protein concentrations of cycle key regulators p53 and pRb. Usingmicroinjection and the inhibitor MG132 we were able to show that both cellular restriction factors weresequestered into the proteasomal degradation pathway of the cell. Evaluation of pVI functions temptedus to speculate, whether pVI might execute oncogenic potential upon overexpression, due toderegulation of host-cell homeostasis and inhibition of tumor suppressive determinants. / Humane Adenoviren (HAdV) sind unbehüllte Doppelstrang-DNA-Viren mit einem Proteinkapsid, diesich im Wirtzellkern replizieren. Der lytische Infektionsverlauf beginnt mit dem rezeptor-vermitteltenEintritt des Viruspartikels und dem gerichteten Transport des viralen Genoms zum Wirszellkern. Dasvirale Protein VI (pVI) ist nötig um den effizienten Austritt des bereits disassemblierten Viruspartikelsaus dem zellulären Endosom zu gewährleisten. Durch eine amphipathische Helix im N-terminalenProteinbereich interkaliert dieser lytische Faktor in die endosomale Membran und führt zum Aufbruchdes zellulären Organells. pVI wird anschließend an zelluläre Kernstrukturen, sogenannte PML nuclearbodies (PML-NBs) lokalisiert und komplexiert dort mit der zytoplasmatischen Ubiquitinligase Nedd4.2.PML-NBs stellen nukleäre Multiproteinkomplexe dar, die mittlerweile aufgrund ihrer antiviralenEigenschaften in den Mittelpunkt der virologischen Forschung gerückt sind. Diese zellulären Aggregatebestehen hauptsächlich aus repressiven Transkriptionsfaktoren, wie dem anti-apoptotischen DaxxProtein sowie dem Tumosupressor p53. In diesem Zusammenhang konnte bereits eine pVI-vermittelteRelokalisation des Daxx Proteins aus den PML-NBs gezeigt und als Vorraussetzung zur effizientenVirusgenexpression bestätigt werden. Es stellte sich im Rahmen der vorliegenden Arbeit die Frage, obneben der pVI-abhängigen Daxx Inhibition, auch p53 ein Zielprotein des viralen Capsidproteinsdarstellt.Unsere Arbeiten zeigen erstmals, dass nach der pVI Expression vermehrt posttranslationaleModifikationen am p53 Protein beobachtet werden. Weitere Befunde konnten außerdem einen Einflussvon pVI auf die p53-abhängige Transaktivierung zellulärer Promotoren beweisen. Mittelsbiochemischer Analysemethoden konnten wir zeigen, dass die Kooperation zwischen pVI und Nedd4.2keine Rolle bei der p53 Inhibition zu spielen scheint. Um im nächsten Schritt die Rolle von pVI imZellzyklus genau zu beleuchten, wurde zunächst ein zell-basiertes Modelsystem mit stabilerÜberexpression des viralen Faktors generiert, Anschließende phenotypische Analysen konnten zeigen,dass die Anwesenheit von pVI zur Steigerung der Zellproliferationsrate führt. Im Rahmen unsererUntersuchungen konnten wir auch einen signifikanten Verlust zellulärer PML-NBs beobachten sowieeine Reduktion der p53 und pRb Proteinkonzentration nachweisen. Mittels unter Verwendung vonMikroinjektion und dem Inhibitor MG132 war es uns möglich zu zeigen, dass pVI den proteasomalenProteinabbau der beiden Wirtszelldeterminaten p53 und pRb induziert. Deswegen kann man basierendauf den erhobenen Befunden zur pVI vermittelten Dysregulierung des zellulären Wachstums einonkogenens Potenzial des viralen Faktors annehmen.
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Etude du rôle des modifications post-traductionnelles de la protéine VI lors de l’entrée de l’adénovirus dans sa cellule hôte / Role of capsid protein VI post-translational modifications in adenovirus host cell entryMartinez, Ruben 13 December 2012 (has links)
Les adénovirus sont des virus non enveloppés. Afin de pouvoir se répliquer ils doivent entrer dans leur cellule hôte et être transportés jusqu’au noyau pour pouvoir initier l’expression du génome viral. Pour ce faire le virus utilise les composants de sa capside. Parmi ses composants, la protéine VI, une protéine interne de capside, induit la rupture de l’endosome grâce à son hélice amphipatique en N-terminal de la protéine. Récemment, une autre fonction de cette protéine a été décrite durant l’entrée du virus, impliquant cette fois-ci le motif conservé PPxY de la protéine VI. En effet la mutation de ce motif conservé : mutant M1 (PPxYPGAA), diminue de 20 fois l’infection du virus par rapport au virus sauvage. Cette baisse d’infectiosité est liée à un défaut de transport et d’accumulation du virus au niveau du centre organisateur des microtubules (MTOC). Il se trouve que la mutation du motif PPxY conduit à une perte d’interaction de la protéine VI avec les ubiquitines ligase de la famille Nedd4, mais également à un défaut d’ubiquitylation de la protéine VI. Nous avons ainsi entrepris d’étudier le rôle de cette modification post-traductionnelle lors de l’entrée du virus dans la cellule, mais aussi, de manière plus générale, le rôle de la protéine VI. Ainsi nous avons mis en évidence le rôle de la protéine VI et de son motif PPxY dans l’activation du génome viral. Par ailleurs, nous avons identifié une lysine ubiquitylée de la protéine VI et produit un mutant : mutant M6, pour étudier le rôle de cette ubiquitylation. Nous avons enfin entrepris de caractériser l’entrée du virus en produisant et en utilisant des adénovirus mutants, dont le nouveau mutant M6 / Adenoviruses are non-enveloped viruses. In order to replicate they have to enter their host cell and be transported toward the nucleus to initiate the viral gene expression. This requires the involvement of viral capsids components. Among these components, protein VI, an inner capsid protein, can induce endosomal rupture, thanks to its amphipathic helix located at the N-terminus part of the protein. Recently, the involvement of a conserved PPxY motif in the Protein VI has also been described in viral entry. Indeed, mutation of this motif (PPxY PGAA) reduced infectivity of the mutant virus (M1 mutant) 20 folds compared to the wild type virus. This reduction of infectivity is related to a defect of transport and accumulation of viruses at the microtubule organizing center (MTOC) during virus entry. The mutation of PPxY motif leads to a loss of interaction between the protein VI and ubiquitin ligases from the Nedd4 family, and to a lack of protein VI ubiquitylation. The aim of this study was therefore to investigate the role of this posttranslational modification during virus entry, but also more generally the role of protein VI. In this work, we highlight the role of protein VI and its PPxY motif in the activation of the viral genome. Moreover, to investigate the ubiquitylation during virus entry we identify a lysine mutant of protein VI that lack ubiquitylation without altering the potential for interaction with ubiquitin ligases: the mutant M6. We then proceed to characterize the entry of the virus by producing and using mutant viruses, including this new mutant.
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