Une protéine du virus VIH-1 dégrade HLTF, une protéine de

Une protéine du virus VIH-1 dégrade HLTF, une protéine de réparation de l’ADN
L'équipe de Florence Margottin-Goguet et Claudine
Pique,
de
l’Institut
Cochin
(U1016/UMR8104
CNRS/Université Paris Descartes) vient de découvrir
que la protéine Vpr du virus VIH-1 dégrade la protéine
HLTF, une protéine de réparation de l’ADN, ce qui
pourrait conduire à identifier de nouveaux mécanismes
de restriction.
En plus de leur rôle évident dans le maintien de l’intégrité
du génome, les protéines de réparation de l’ADN
participent à des processus cellulaires variés, y-compris la
réponse immune. Des défauts de protéines de réparation de l’ADN sont mis en cause par
exemple dans les syndromes SIOD (Schimke immune-osseous dysplasia) ou AicardiGoutières.
Le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) interfère avec les voies de réparation de
l’ADN à plusieurs étapes du cycle de réplication du virus : la transcription inverse (conversion
de l’ARN viral en ADN viral), l’intégration (lorsque le génome du virus s’insère dans le
génome de la cellule hôte), et la détection de l’ADN viral par des senseurs intracellulaires.
Dans ce contexte, la protéine Vpr du virus semble jouer un rôle très particulier puisqu’elle
recrute différentes protéines de réparation de l’ADN. Des études précédentes de l’équipe
avaient permis de montrer que le mécanisme d’action de Vpr reposait sur sa capacité à
recruter une ubiquitine ligase particulière (DCAF1-DDB1-Cul4A). L’hypothèse avait alors été
faite que Vpr pourrait induire la dégradation d’un ou plusieurs facteurs cellulaires
préjudiciables au virus, à l’instar d’autres protéines du virus.
Grâce à un crible protéomique hautement performant reposant sur la technologie SILAC
(« Stable Isotope Labeling by Aminoacids in Cell culture ») couplée à la spectrométrie de
masse (en collaboration avec la plateforme de protéomique 3P5 de l’Université Paris
Descartes), la protéine HLTF impliquée dans la réparation des fourches de réplication de
l’ADN, a été identifiée comme une cible privilégiée de Vpr. L’équipe de Florence MargottinGoguet a montré que Vpr utilisait l’ubiquitine ligase DCAF1-DDB1-Cul4A pour induire la
dégradation de HLTF. Plusieurs observations sont particulièrement intéressantes : (i) la
dégradation est rapide suite à l’apport de Vpr aux cellules, (ii) elle a lieu dans des cellules du
système immunitaire cibles du VIH-1, lymphocytes et macrophages, (iii) elle est effective
suite à un apport physiologique de la protéine virale via des pseudo-particules virales ou des
virus.
Ces résultats révèlent une nouvelle stratégie du virus pour contrecarrer les mécanismes de
réparation de l’ADN de la cellule hôte. L’identification de HLTF en tant que protéine de
réparation de l’ADN dégradée par Vpr est une porte ouverte vers l’identification de nouveaux
mécanismes de restriction.
HIV-1 Vpr degrades the HLTF DNA translocase
The team of Florence Margottin-Goguet and Claudine Pique, from Cochin Institute
(U1016/UMR8104 CNRS/ Université Paris Descartes) has just discovered that the HIV-1 Vpr
protein induces the degradation of a DNA translocase, namely HLTF. This result could lead
to the identification of new restriction mechanisms.
In addition to their role in maintaining genome integrity, DNA repair proteins participate in
other cellular processes including innate immune signaling. Immunodeficiency diseases may
arise from defects in DNA helicases or translocases involved in the repair of DNA replication
forks, as demonstrated for instance in Schimke immune-osseous dysplasia (SIOD) and
Aicardi-Goutières syndrome (AGS).
Crosstalk between the Human Immunodeficiency Virus (HIV) and DNA repair pathways
occurs at different steps of the virus life cycle, including reverse transcription, integration and
sensing of viral nucleic acids. In this context, the Vpr protein, expressed by both HIV-1 and
HIV-2/SIVsmm lineages, has drawn much attention because Vpr recruits different DNA repair
proteins. In previous studies, the team has highlighted that Vpr mechanism of action was
dependent on its ability to recruit an ubiquitin ligase (DCAF1-DDB1-Cul4A), an enzyme
responsible for protein degradation (Le Rouzic et al., 2007). Thus, the team put forward the
hypothesis that Vpr could induce the degradation of one or several cellular proteins
detrimental to the virus life cycle, as this is the case with other viral proteins.
In order to identify cellular proteins that are degraded in the presence of Vpr, the team
undertook a quantitative proteomic approach, based on a "Stable-Isotope Labeling by Amino
acids in Cell culture" (SILAC) strategy coupled with LC-MS/MS mass spectrometry in
collaboration with the proteomic plateforme of Paris Descartes University (3P5). The property
of Vpr to be incorporated into virions and virus-like particles (VLP) was used to deliver the
protein to target cells. Among more than 2000 detected proteins and about 1500 quantified
proteins, HLTF appeared as a preferential target degraded by Vpr. The team reported that
HIV-1 Vpr, delivered with VLP or infectious virions, induces the early degradation of HLTF in
primary cellular targets of HIV, namely lymphocytic cells and macrophages.
These results reveal a new strategy for HIV-1 to antagonize DNA repair in host cells. The
discovery of HLTF as a DNA repair protein degraded by Vpr in infected cells paves the way
for novel unexpected restriction mechanisms.
Légende image
La protéine Vpr du virus VIH-1 est incorporée dans la particule virale. Rapidement après l’infection,
Vpr induit la dégradation de l’ADN translocase HLTF en utilisant l’ubiquitine ligase DCAF1-DDB1Cul4A. On ne sait pas aujourd’hui si HLTF contrecarre directement le virus.
HIV-1 Vpr is incorporated into the viral particle. Soon after infection, Vpr induces the degradation of
the DNA translocase HLTF, by hijacking the DCAF1-DDB1-Cul4A ubiquitin ligase. Whether HLTF
directly counteracts the virus is presently unknown.
Références
http://m.pnas.org/content/early/2016/04/21/1600485113
Contact chercheur
Florence Margottin-Goguet
Institut Cochin, Inserm U1016
22 rue Méchain 75014 Paris
Tél. : 01 40 51 66 16 - [email protected]