Contrôle de la transcription depuis les LTR 5' et LTR 3' du rétrovirus HTLV-1 par l'oncoprotéine Tax - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Control of viral transcription driven from 5' LTR and 3' LTR of the HTLV-1 retrovirus by Tax oncoprotein

Contrôle de la transcription depuis les LTR 5' et LTR 3' du rétrovirus HTLV-1 par l'oncoprotéine Tax

Christophe Martella
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1373330
  • IdRef : 276951948

Résumé

Human T Lymphotropic Virus type 1 (HTLV-1), unique human oncoretrovirus, is responsible for the development of Adult T cell Leukemia (ATL), a malignant lymphoproliferation of CD4+ T cells, and Tropical Spastic Paraparesis, an inflammatory pathology of the central nervous system. The HTLV-1 genome, encodes two oncoproteins: Tax (Transactivation of pX), and HBZ (HTLV-1 b-Zip). Tax is a powerful inducer of cell proliferation and is involved in apoptosis inhibition and genomic instability. The HBZ oncoprotein is encoded in antisense of the genome and is the product of different transcripts whose expression is under the control of the 3' LTR promoter. A first transcript, initiated at the junction between the R and U5 regions of 3' LTR, allows the synthesis of two alternatively spliced mRNAs encoding sHBZ and SP2. A second transcript, initiated 704 bp upstream the 3' LTR, leads to the synthesis of the unspliced mRNA, usHBZ. Both Tax and HBZ are involved in HTLV-1-associated lymphomagenesis. However, the ATL stage is characterized by a loss of expression of sense transcripts, whereas the expression of HBZ, in antisense, is conserved. The modulation of the Tax/HBZ balance therefore seems to be a key event in the immortalization / transformation transition, highlighting the importance of studying the mechanisms involved in the regulation of the two LTRs. At the viral level, Tax acts as the transactivator of the 5' LTR promoter, which controls the expression of viral sense transcripts, including that of Tax, but not that of HBZ, encoded in antisense of the viral genome. Tax is known to recruit specific co-factors of RNA polymerase II onto the viral promoter such as CBP/p300, but also general transcription factors such as TFIIA, and IID, thus allowing the synthesis and elongation of viral RNAs. However, the link between Tax and TFIIH, which ensures the transition between the initiation step and the elongation step, has not be studied in details. First, the study addresses the possibility of a link between TFIIH and Tax, especially via its XPB subunit which ATPase activity is responsible for the promoter opening step. The results show that Tax and XPB interact directly, form a complex in a model of HLTV-1 infected T lymphocytes, and that XPB is recruited onto the viral promoter in a Tax-dependent manner. Furthermore, the degradation of XPB by a pharmacological inhibitor, Spironolactone (SP), strongly reduces the transactivation of the viral promoter by Tax in HTLV-1 infected T cells, an effect compensated by overexpression of exogenous XPB. In addition, an XPB mutant deficient for the ATPase activity is no more able to compensate the effect of SP, demonstrating the importance of the promoter opening step in this transcriptional mechanism. These results reveal that XPB is a new cellular co-factor hijacked by Tax to optimize HTLV-1 transcription. Second, the study focuses on a potential role of Tax, as a viral transactivator, in the regulation of HTLV-1 antisense transcription. This other aspect highlighted that inhibition of sense transcription by SP is associated with a decrease of usHBZ RNA level. In addition, overexpressing Tax protein activates usHBZ RNA transcription in a model of HTLV-1 infected T cells. Interestingly, a Tax mutant described as defective for the activation of 5' LTR is still able to induce the expression of usHBZ RNA, suggesting a distinct transactivation mechanism between the two LTRs. These preliminary results put into perspective a novel role of Tax as transactivator of 3' LTR to activate usHBZ mRNA expression in a proviral context.
Le Virus T Lymphotrope Humain de type 1 (HTLV-1), qui infecte principalement les lymphocytes T CD4+, est responsable du développement de la leucémie T de l'Adulte, lymphoprolifération maligne des lymphocytes T infectés, et de la Paraparésie Spastique Tropicale, pathologie inflammatoire du système nerveux central. Le génome du HTLV-1, seul rétrovirus oncogène chez l'Homme, code pour deux oncoprotéines : Tax (Transactivation of pX), et HBZ (HTLV-1 b-Zip). Tax, dont l'expression est sous contrôle du LTR 5', est un puissant inducteur de la prolifération cellulaire et est également responsable de l'inhibition de l'apoptose et de l'augmentation de l'instabilité génomique. L'oncoprotéine HBZ, codée en antisens du génome, est le produit de différents transcrits sous contrôle du promoteur LTR 3'. Un premier transcrit, initié à la jonction entre les régions R et U5 du LTR 3', permet la synthèse de deux ARNm alternativement épissés codant pour sHBZ et SP2. Un second transcrit, initié à 704 pb de la région U3 du LTR 3' permet la synthèse de l'ARNm non épissé usHBZ. Tax et HBZ sont toutes deux impliquées dans la lymphomagenèse induite par HTLV-1. Or, le stade leucémique est caractérisé par une perte d'expression des transcrits sens, alors que l'expression de HBZ est conservée. La modulation de la balance Tax/HBZ semble donc être un évènement clé pour la transition immortalisation / transformation, mettant en évidence l'importance d'étudier les mécanismes impliqués dans la régulation des deux LTR. Au niveau viral, Tax est le transactivateur du promoteur LTR 5' qui contrôle l'expression des transcrits viraux sens, dont celle de Tax, mais pas celle de HBZ, codée en antisens. Tax est connue pour recruter des co-facteurs spécifiques de la transcription par l'ARN polymérase II au niveau du promoteur viral comme CBP/p300, mais aussi des facteurs généraux de la transcription comme TFIIA et IID, permettant ainsi la synthèse et l'élongation de l'ARN viral. Néanmoins, le lien potentiel entre Tax et le complexe TFIIH qui assure la transition entre l'initiation et l'élongation n'a pas été étudiée en détails. Dans un premier temps, l'étude se concentre donc sur le rôle de TFIIH, en particulier de sa sous sous-unité XPB, dont l'activité ATPase permet l'ouverture du promoteur. Les résultats montrent que Tax et XPB interagissent directement, forment un complexe dans un modèle de lymphocytes T infectés par HLTV-1 et que XPB est recrutée au niveau du promoteur viral de façon dépendante de Tax. De plus, la dégradation de XPB par un inhibiteur pharmacologique, la Spironolactone (SP), réduit fortement la transactivation du promoteur viral par Tax dans des lymphocytes T infectés par HTLV-1, effet compensé par la surexpression de XPB exogène. En outre, un mutant de XPB défectif pour l'activité ATPase n'est pas capable de compenser l'effet de la SP, démontrant l'importance de l'étape d'ouverture du promoteur dans la transactivation du LTR 5' par Tax. Ces résultats révèlent que XPB est un nouveau co-facteur cellulaire, détourné par la protéine virale Tax afin d'optimiser la transcription du HTLV-1. Dans un second temps, l'étude s'intéresse à un potentiel rôle de Tax, en tant que transactivateur viral, dans la régulation de la transcription antisens du HTLV-1. Cet autre aspect a mis en lumière que l'inhibition de la transcription sens par la SP est associée à une diminution du niveau de l'ARN usHBZ. De plus, la surexpression de la protéine Tax active la production de l'ARN usHBZ dans un modèle de lymphocytes T infectés par HTLV-1. De façon intéressante, un mutant de Tax décrit comme défectif pour l'activation du LTR 5' est toujours capable d'induire l'expression de l'ARN usHBZ, suggérant un mécanisme de transactivation distinct entre les deux LTR. Ces résultats préliminaires mettent en perspective un rôle de Tax encore non décrit comme transactivateur du LTR 3' pour la synthèse de l'ARN usHBZ dans un contexte proviral.
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  • HAL Id : tel-04539714 , version 1

Citer

Christophe Martella. Contrôle de la transcription depuis les LTR 5' et LTR 3' du rétrovirus HTLV-1 par l'oncoprotéine Tax. Microbiologie et Parasitologie. Université Paris Cité, 2020. Français. ⟨NNT : 2020UNIP5213⟩. ⟨tel-04539714⟩

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