Trans-Activation Response (TAR)-Binding Protein (TRBP) is a multifunctional protein, with roles in cell processes ranging from stress response and antiviral defence to oncogenesis and RNA interference (RNAi). The post-transcriptional regulation of gene expression through RNAi dictates most cellular functions. In non-mammalian cells, RNAi is recognized as a crucial antiviral defence mechanism. In mammalian cells, where sophisticated innate and adaptive immune systems cope well with incoming viruses, the role of RNAi in mammalian antiviral defence has been debated. In the context of Human Immunodeficiency Virus (HIV), the viral elements Tat and TAR have been suggested to act as RNA Silencing Suppressors (RSSs), but there is conflicting data and RNAi-based anti-HIV therapies have proven successful in multiple studies.This work explores the role of TRBP in the context of RNAi and HIV-1 replication. We characterized the binding between TRBP and Dicer, another key protein of the RNA Induced Silencing Complex, and showed that TRBP is required for RNAi activity. We also examined the ability of the HIV RNA elements, TAR and Rev-Response Element (RRE) to act as RSSs. We showed that TAR and RRE suppress RNAi and that they compete with siRNAs for binding to TRBP. We also showed that a lentiviral vector, but not an intact HIV molecular clone, exhibits RSS activity in transfection assays, leading us to conclude that suppression of RNAi in the viral context may occur during low-level viral replication or involves other players. In our assays, RRE is able to trans-complement virus-associated (VA) RNA deficient adenoviruses (Ad∆VA). Because adenoviruses are known to suppress RNAi through their VA RNAs, the finding that RRE restores Ad∆VA replication levels indicates that it is functional in the context of viral replication. We have shown that TRBP is a crucial component of RNAi, making it an ideal target for viruses to disrupt cellular pathways. HIV-encoded RNA elements bind to TRBP and displace siRNAs from this protein, which suggests a regulatory role for RRE and TAR during viral replication. Further work may demonstrate that at discrete points during the viral replication cycle, RRE and TAR are able to change the activity of TRBP in the cell. / La protéine liant l'élément de réponse à la trans-activation (TAR), TRBP, est multifonctionnelle, ayant un rôle dans plusieurs voies cellulaires, de la réponse au stress à la défense antivirale, en passant par l'oncogenèse et l'interférence ARN (iARN). La régulation de l'expression génique au niveau post-transcriptionnel régit la plupart des fonctions cellulaires. Dans les cellules non-mammifères, l'iARN est reconnue comme étant une composante essentielle de la défense antivirale. Chez les mammifères, il existe déjà des systèmes immunitaires innés et acquis, qui répondent très bien aux virus entrants. Le rôle de l'iARN dans ce contexte est donc controversé. Dans le cas du virus de l'immunodéficience humain (VIH), plusieurs publications ont proposé les éléments viraux Tat et TAR comme suppresseurs de la mise en silence de l'ARN (RSS), mais ce rôle est contesté car il existe aussi des données divergentes et de nombreuses études ont démontré que des approches anti-VIH basées sur l'iARN sont efficaces. Ce travail évalue le rôle de TRBP dans le contexte de l'iARN et de la réplication du VIH-1. Nous avons caractérisé la liaison entre TRBP et Dicer, une autre protéine clé du complexe de mise en silence induit par l'ARN, et avons démontré que TRBP est essentiel pour l'activité d'iARN. De plus, nous avons étudié la capacité de certains éléments ARN du VIH, TAR et l'élément de réponse à Rev (RRE), d'agir comme RSS. Nous avons montré que TAR et RRE inhibent l'iARN et entrent en compétition avec les siARN pour se lier à TRBP. Nous avons aussi montré qu'un vecteur lentiviral, mais pas un clone moléculaire du VIH intact, présente une activité RSS dans des essais de transfection. Ceci nous a mené à la conclusion que l'inhibition de l'iARN dans le contexte viral se déroule peut-être lorsque le niveau de réplication viral est très faible, ou requiert l'intervention d'autres acteurs. Dans nos essais, RRE complémente aussi un adénovirus déficient en VA (Ad∆VA). Comme les adénovirus inhibent eux-mêmes l'iARN à travers leurs ARN VA, la découverte que RRE rétablit le niveau de réplication du Ad∆VA indique que cette molécule est fonctionnelle dans le cadre de la réplication virale.Nous avons démontré que TRBP est une composante essentielle de l'iARN, ce qui en fait une cible idéale pour la dérégulation virale des processus cellulaires. Des ARN codés par le VIH lient TRBP et déplacent les siARNs de cette protéine, ce qui suggère un rôle régulateur pour RRE et TAR pendant la réplication virale. D'autres travaux à l'avenir démontreront peut-être qu'à des moments précis de la réplication virale, RRE et TAR changent l'activité de TRBP dans la cellule.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121293 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Daniels, Sylvanne |
| Contributors | Anne Gatignol (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Microbiology & Immunology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
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