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    VIH-1, Quiescence et Prolifération

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    Responsable : Florence MARGOTTIN-GOGUET

     

    HIV se distingue par sa capacité à infecter à la fois des cellules quiescentes (macrophages, cellules dendritiques) et des cellules en division (lymphocytes). Ses protéines virales et la structure de son ADN lui permettent de franchir la barrière physique que constitue l'enveloppe nucléaire dans une cellule au repos. Cependant, on peut noter que les lymphocytes sont infectés plus facilement que les cellules myéloïdes, lesquelles présentent des degrés de permissivité divers: le macrophage est relativement bien infecté par comparaison à la cellule dendritique peu infectée, et au monocyte, réfractaire à l'infection. Ces différences de permissivité sont attribuées à l'existence de facteurs inhibiteurs dans les cellules de la lignée myéloide, en particulier les facteurs de restriction. Aussi, l'état de quiescence des cellules par opposition à leur état prolifératif, est mis en cause.

     

    3 projets sont actuellement développés:

    1-Etude du rôle de la protéine Vpr du virus HIV

    2-Etude du facteur de restriction SAMHD1

    3-Protéines de réparation de l'ADN et réplication du virus HIV

     

     

    1-Etude du rôle de la protéine Vpr du virus HIV

     Responsable du projet

    Florence Margottin-Goguet

     

    Objectif

    La protéine Vpr du virus HIV-1 est l'une des rares protéines exprimée par ce virus dont on comprend encore très mal la fonction. Une de ses activités la mieux décrite depuis 1995 est sa capacité à arrêter le cycle cellulaire en phase G2. En 2007, notre groupe a identifié la protéine DCAF1, comme maillon cellulaire critique dans l'activité cytostatique de Vpr. DCAF1 est l'une des protéines adaptatrices du complexe Cul4A-DDB1 qui fait partie de la famille des enzymes baptisées "E3 ubiquitin ligases". Ces enzymes sont en charge de la reconnaissance des protéines cellulaires destinées à être conjuguées à l'ubiquitine, les chaines poly-ubiquitinées représentant le plus souvent un signal de dégradation par le protéasome. Les observations que nous avons publiées et qui ont depuis été confirmées par plusieurs groupes sont compatibles avec le  modèle suivant : Vpr recrute d'une part la ligase Cul4A-DDB1 via DCAF1 et d'autre part, une ou plusieurs protéines cellulaires qui pourraint être ainsi ubiquitinées et probablement dégradées. L'arrêt en phase G2 pourrait s'expliquer par le fait que l'une de ces protéines cibles est indispensable à la transition de la phase G2 vers la mitose. L'objectif de notre groupe est d'infirmer ou non ce modèle, au regard de publications récentes qui démontrent comment Vpr active de façon anormale le complexe SLX4 pour induire un arrêt en phase G2 (voir notre revue Blondot et al, 2014).

     

    Composition du sous-groupe

    Florence Margottin-Goguet, DR

    Hichem Lahouassa, post-doctorant

    Marie-Lise Blondot, post-doctorant

    Ghina Chougui, M2

    Cecilia Ramirez, CR

    Marina Morel, AI

     

    Publications marquantes et brevets

    HIV-2/SIV viral protein X counteracts HUSH repressor complex.
    Chougui G, Munir-Matloob S, Matkovic R, Martin MM, Morel M, Lahouassa H, Leduc M, Ramirez BC, Etienne L, Margottin-Goguet F.
    Nat Microbiol. 2018 Jun 11. doi: 10.1038/s41564-018-0179-6.

    Specific Inhibition of HIV Infection by the Action of Spironolactone in T Cells.
    Lacombe B, Morel M, Margottin-Goguet F, Ramirez BC.
    J Virol. 2016 Nov 14;90(23):10972-10980

    HIV-1 Vpr degrades the HLTF DNA translocase in T cells and macrophages.
    Lahouassa H, Blondot ML, Chauveau L, Chougui G, Morel M, Leduc M, Guillonneau F, Ramirez BC, Schwartz O, Margottin-Goguet F.
    Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 May 10;113(19):5311-6

    How SLX4 cuts through the mystery of HIV-1 Vpr-mediated cell cycle arrest.
    Blondot ML, Dragin L, Lahouassa H, Margottin-Goguet F.
    Retrovirology. 2014 Dec 11;11(1):117.

    HIV-1 Vpr induces the degradation of ZIP and sZIP, adaptors of the NuRD chromatin remodeling complex, by hijacking DCAF1/VprBP.
    Maudet C, Sourisce A, Dragin L, Lahouassa H, Rain JC, Bouaziz S, Ramirez BC, Margottin-Goguet F.
    PLoS One. 2013 Oct 8;8(10):e77320.

    Molecular insight into how HIV-1 Vpr protein impairs cell growth through two genetically distinct pathways.
    Maudet C, Bertrand M, Le Rouzic E, Lahouassa H, Ayinde D, Nisole S, Goujon C, Cimarelli A, Margottin-Goguet F, Transy C.
    J Biol Chem. 2011 Jul 8;286(27):23742-52.

    Assembly with the Cul4A-DDB1DCAF1 ubiquitin ligase protects HIV-1 Vpr from proteasomal degradation.
    Le Rouzic E, Morel M, Ayinde D, Belaïdouni N, Letienne J, Transy C, Margottin-Goguet F.
    J Biol Chem. 2008 Aug 1;283(31):21686-92.

    HIV1 Vpr arrests the cell cycle by recruiting DCAF1/VprBP, a receptor of the Cul4-DDB1 ubiquitin ligase.
    Le Rouzic E, Belaïdouni N, Estrabaud E, Morel M, Rain JC, Transy C, Margottin-Goguet F.
    Cell Cycle. 2007 Jan 15;6(2):182-8.

     

    Soutiens financiers

    Ce projet de recherche est soutenu par l'ANRS, SIDACTION et la FRM.

     

     

     

    2-Etude du facteur de restriction SAMHD1

    Responsable du projet  (Principal Investigator)

    Florence Margottin-Goguet

     

    Objectif

    SAMHD1 est un facteur de restriction qui inhibe la phase précoce de l'infection par les virus HIV-1 et HIV-2. Son activité dépend du statut prolifératif des cellules, puisqu'elle se manifeste uniquement dans les cellules quiescentes (cellules myéloïdes), et pas dans les cellules en division. En 2012, notre laboratoire au sein d'une collaboration internationale a découvert le mécanisme d'action de SAMHD1 dans les cellules myéloïdes. SAMHD1 est une dNTP hydrolase qui, en diminuant le taux de dNTP dans la cellule, empêche une synthèse optimale d'ADN viral par la reverse transcriptase virale. SAMHD1 présente une activité antivirale dans les cellules quiescentes qui n'ont pas besoin d'un taux élevé de dNTP pour survivre contrairement aux cellules en prolifération. Notre but est d'étudier comment SAMHD1 contrecarre les virus HIV-1 et HIV-2 en fonction de l'état prolifératif de la cellule. A long terme, cette recherche pourrait permettre de proposer de nouvelles cibles thérapeutiques, par exemple en tentant de conférer une activité antivirale à SAMHD1 dans une cellule en division cible du virus, tel le lymphocyte T CD4+.

     

    Composition du sous-groupe

    Florence Margottin-Goguet, DR

    Loic Dragin, doctorant

    Sondasse Munir, post-doctorant

    Hichem Lahouassa, post-doctorant

    Cecilia Ramirez, CR

    Marina Morel, AI

     

    Publications marquantes et brevets

    Reply to Pauls et al.: p21 is a master regulator of HIV replication in macrophages through dNTP synthesis block.
    Allouch A, David A, Amie SM, Lahouassa H, Chartier L, Margottin-Goguet F, Barré-Sinoussi F, Kim B, Sáez-Cirión A, Pancino G.
    Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Apr 8;111(14):E1325-6.

    p21-mediated RNR2 repression restricts HIV-1 replication in macrophages by inhibiting dNTP biosynthesis pathway.
    Allouch A, David A, Amie SM, Lahouassa H, Chartier L, Margottin-Goguet F, Barré-Sinoussi F, Kim B, Sáez-Cirión A, Pancino G.
    Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Oct 15;110(42):E3997-4006.

    Interferon block to HIV-1 transduction in macrophages despite SAMHD1 degradation and high deoxynucleoside triphosphates supply.
    Dragin L, Nguyen LA, Lahouassa H, Sourisce A, Kim B, Ramirez BC, Margottin-Goguet F.
    Retrovirology. 2013 Mar 11;10:30.

    [SAMHD1 deprives HIV of nucleotides, essential for viral DNA synthesis].
    Lahouassa H, Dragin L, Transy C, Margottin-Goguet F.
    Med Sci (Paris). 2012 Nov;28(11):909-10.

    SAMHD1 restricts the replication of human immunodeficiency virus type 1 by depleting the intracellular pool of deoxynucleoside triphosphates.
    Lahouassa H, Daddacha W, Hofmann H, Ayinde D, Logue EC, Dragin L, Bloch N, Maudet C, Bertrand M, Gramberg T, Pancino G, Priet S, Canard B, Laguette N, Benkirane M, Transy C, Landau NR, Kim B, Margottin-Goguet F.
    Nat Immunol. 2012 Feb 12;13(3):223-8.

    Limelight on two HIV/SIV accessory proteins in macrophage infection: is Vpx overshadowing Vpr?
    Ayinde D, Maudet C, Transy C, Margottin-Goguet F.
    Retrovirology. 2010 Apr 9;7:35. doi: 10.1186/1742-4690-7-35. Review.

    The human immunodeficiency virus type 2 Vpx protein usurps the CUL4A-DDB1 DCAF1 ubiquitin ligase to overcome a postentry block in macrophage infection.
    Bergamaschi A, Ayinde D, David A, Le Rouzic E, Morel M, Collin G, Descamps D, Damond F, Brun-Vezinet F, Nisole S, Margottin-Goguet F, Pancino G, Transy C.
    J Virol. 2009 May;83(10):4854-60.

     

    Soutiens financiers

    Ce projet de recherche est soutenu par l'ANRS, SIDACTION et la FRM.

     

     

    3-Protéines de réparation de l'ADN et réplication du virus HIV

    Responsable du projet  (Principal Investigator)

    Cecilia Ramirez

     

    Objectif

    Au cours de l'infection par le virus HIV-1, le génôme viral est intégré au génome cellulaire grâce à l'activité de l'intégrase virale. Cette étape nécessite l'intervention de facteurs viraux mais aussi de facteurs cellulaires de réparation de l'ADN. Ces facteurs permettent de réparer les cassures introduites dans l'ADN et agissent selon différents mécanismes ("excision repair, homologous recombination, non-homologous end joining"). Dans ce contexte, les facteurs de réparation de l'ADN apparaissent comme des facteurs qui favorisent l'infection virale. Pourtant certains facteurs de réparation de l'ADN semblent au contraire inhiber l'infection. C'est le cas des protéines Rad18, Rad 52, XPB ou XPD. De façon surprenante, l'action de ces protéines cellulaires semble indépendante de l'étape d'intégration, bien que certaines d'entre elles, par exemple Rad18, interagissent avec l'intégrase. Les études actuelles, peu nombreuses, suggèrent que les étapes précoces de l'infection sont affectées par ces protéines de réparation. Notre objectif est de revisiter le rôle de ces protéines de réparation de l'ADN vis-à-vis de l'infection lentivirale.

     

    Composition du sous-groupe

    Cecilia Ramirez, CR

    Benoit Lacombe, post-doctorant

    Marina Morel, AI

    Florence Margottin-Goguet, DR

     

    Soutiens financiers

    Ce projet de recherche est soutenu par l'ANRS, SIDACTION et la FRM.

     

     

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     Exemple de "conflit moléculaire" entre la protéine Vpx du virus VIH-2 et un facteur de restriction cellulaire, exprimé dans les macrophages.

     

     

    Vpr

     Modèle du mécanisme d’action de Vpr. Vpr exprimé par le VIH-1 recrute l’ubiquitine ligase Cul4A-DDB1 en interagissant avec DCAF1, conduisant à l’ubiquitination et à l’inactivation d’une protéine-cible inconnue, nécessaire à l’entrée en mitose.

     

    Equipes du département