Effet de MRN, senseur des voies de réparation de l'ADN, sur la réplication et l'intégration de l'AAV en présence d'HSV-1

Effect of the DNA repair sensor, MRN, on AAV replication and integration, in presence of HSV-1

• Auteur / Autrice : Rachel Millet
• Direction : Anna Salvetti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Vie
• Date : Soutenance le 15/12/2014
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Renaud Mahieux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anna Salvetti, Renaud Mahieux, Caroline Denesvre, Federico Mingozzi, Pascale Bertrand
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Caroline Denesvre, Federico Mingozzi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Intégration de virus

Réplication virale

Dependovirus

Herpèsvirus humain 1

ADN -- Réparation

Mots clés libres

Virus Adéno-Associé

Réplication virale

Intégration virale

Réparation de l’ADN

Complexe Mre11/Rad50/Nbs1

HSV-1

Adeno-Associated Virus

Viral replication

Viral integration

DNA repair

Mre11/Rad50/Nbs1

HSV-1

Résumé

Le parvovirus humain Adeno-Associé (AAV) est un Dependoparvovirus qui ne peut accomplir son cycle réplicatif qu’en présence d’un virus auxiliaire tel que l’Adénovirus (AdV) ou le virus de l’Herpès Simplex de type 1 (HSV-1). En absence de virus auxiliaire, l’AAV va persister sous forme épisomale ou intégrée. Cette intégration survient de façon préférentielle dans un locus spécifique, au site AAVS1, présent sur le chromosome 19 du génome humain.Des travaux précédents ont porté sur l’étude du contrôle de la réplication de l’AAV par les facteurs cellulaires de réparation des cassures d’ADN. En particulier, le complexe MRN (Mre11/Rad50/Nbs1), un senseur majeur des cassures de l’ADN double brin (CDB), a été montré comme pouvant inhiber les réplications virales de l’AAV et de l’AdV lors d’une co-Infection. L’AdV est capable de contrer cet effet en induisant la délocalisation et la dégradation de MRN. A l’opposé, MRN participe de façon positive à la réplication de l’HSV-1 et se retrouve localisé dans les centres de réplication viraux (CR) de l’AAV induits par HSV-1. Ceci nous a conduits à explorer plus en détail le rôle de ce complexe sur la réplication de l’AAV en présence d’HSV-1. Les résultats obtenus indiquent, qu’en absence de MRN, la réplication du génome de l’AAV est réduite de façon significative dans des cellules co-Infectées avec le virus HSV-1, sauvage ou muté pour son activité polymérase. Cette diminution est spécifique à l’AAV sauvage car aucune perturbation n’est observée sur la réplication des vecteurs AAV recombinants lorsque MRN est absent. La régulation positive de la réplication de l’AAV par MRN est dépendante de l’activité de pontage de l’ADN exercée par Rad50. De façon intéressante, l’absence de MRN inhibe également de façon significative l’intégration préférentielle de l’AAV au site AAVS1, que ce soit en absence ou en présence d’HSV-1.Ce travail de thèse suggère que le complexe MRN régulerait de façon différentielle la réplication de l’AAV en fonction du virus auxiliaire qui l’accompagne et identifie, pour la première fois, MRN comme un facteur clé pour l’intégration du génome de l’AAV au site AAVS1.

Adeno-Associated Virus (AAV) is a helper dependent Dependoparvovirus that requires co-Infection with adenovirus (AdV) or herpes simplex virus type 1 (HSV-1) to productively replicate. In the absence of the helper virus, AAV can persist in an episomal or integrated form. Integration occcurs preferentially at a specific locus called AAVS1 and based on human chromosome 19.Previous studies have analyzed the DNA damage response induced upon AAV replication to understand how it controls AAV replication. In particular, it was shown that the Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN) complex, a major player of the DNA damage response induced by double-Stranded DNA breaks and stalled replication forks, could negatively regulate AdV and AAV replication during co-Infection. AdV counteracts this effect by inducing the delocalization and degradation of MRN. In contrast, MRN favors HSV-1 replication and our previous studies showed that it was recruited to AAV replication compartments that were induced in the presence of HSV-1. In this study we examined the role of MRN during AAV replication induced by HSV-1. Our results indicated that knockdown of MRN significantly reduced AAV DNA replication after co-Infection with polymerase deleted or wild type HSV-1. This reduction was specific of wild type AAV since it did not occur with recombinant AAV vectors. Positive regulation of AAV replication by MRN was dependent on its DNA tethering and nuclease activities. Importantly, knockdown of MRN could also negatively regulate AAV site-Specific integration within the human AAVS1 site, an event which occurred at a significant level during AAV replication induced by co-Infection with HSV-1. Altogether, this work demonstrates that MRN can differentially regulate AAV replication depending on the helper virus which is present and identifies a new function of this DNA repair complex during site-Specific integration of the AAV genome.