Caractérisation des fonctions cellulaires du facteur de restriction viral APOBEC3A

Characterization of the cellular functions of the viral restriction factor APOBEC3A

• Auteur / Autrice : Mathilde Niocel
• Direction : Andrea Cimarelli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 05/07/2017
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure de Lyon (2010-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre International de Recherche en Infectiologie (Lyon ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Évelyne Manet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Andrea Cimarelli, Évelyne Manet, Stéphane Paul, Florence Margottin-Goguet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Stéphane Paul, Florence Margottin-Goguet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer

VIH (virus)

Mots clés libres

Protéine APOBEC3A

Espèces réactives de l’oxygène

VIH

Cancer

Facteur de restriction

APOBEC3A protein

Reactive Oxygen Species

HIV

Cancer

Restriction factor

Résumé

APOBEC3A (Apolipoprotein B mRNA-editing enzyme catalytic polypeptide-like editing complex 3 A) appartient à la famille des cytidines désaminases, qui clivent les cytidines en uraciles. APOBEC3G (le modèle de la famille) est un facteur de restriction du VIH : son incorporation dans la particule virale lui permet de désaminer le génome viral néoformé, entrainant hypermutations et dégradation de l’ADN viral. A3A, au contraire, n’est pas incorporée dans la particule virale : la protéine, exprimée spécifiquement dans les cellules myéloïdes de façon inoffensive pour la cellule, agit de la même façon qu’A3G en s’attaquant au virus dès son entrée dans la cellule.Physiologiquement, dans les cellules non-myéloïdes, les APOBEC3 désaminent l’ADN cellulaire simple brin, dont les uraciles sont retirés par UNG2. Les sites abasiques sont clivés par la machinerie de réparation de l’ADN, conduisant parfois à des cassures double-brin et à la mort de la cellule.L’objectif de la thèse était de comprendre cette différence de comportement selon le type cellulaire. Pour cela, des lignées cellulaires inductibles pour A3A ont été créées en cellules HeLa et U937 (monocytaire). Les données obtenues indiquent qu’A3A, partiellement nucléaire, édite l’ADN des cellules en division, conduisant à des dommages à l’ADN, à la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) et à la mort des cellules. Les cellules différenciées ne présentent pas ce type de dommages, et cela s’explique par une localisation différente de la protéine. Ces résultats permettent de faire pour la première fois le lien entre dommages à l’ADN induits par un membre de la famille des A3 et production de ROS, et donc à l’induction d’une activation immunitaire. Cette activation pourrait avoir des implications dans l’infection ainsi que dans les processus tumorigéniques.

APOBEC3A (Apolipoprotein B mRNA-editing enzyme catalytic polypeptide-like editing complex 3 A) belongs to a family of cytidine deaminases that can edit cytidines to uraciles. APOBEC3G (model protein for the family) is a restriction factor for HIV: since it’s incorporated in the viral particle, it can deaminate the newly formed viral genome leading to hypermutation and viral DNA degradation.A3A is not incorporated in the viral particle: this protein is specifically expressed in myeloid cells where it is harmless for the cell and edits the DNA of the incoming viral particle in the same way than A3G.Physiologically, in non-myeloid cells, APOBEC3s deaminate single strand cellular DNA and the resulting uraciles are cut out by UNG2. These abasic sites are cleaved by the DNA repair machinery and can generate double strand breaks that will result in cell death.The objective of the thesis was to understand this difference of behaviour between different cell types. For that purpose, A3A-inducible cell lines were created in HeLa and U937 (monocytic) cells. The results obtained indicate that partially nuclear A3A edits the genomic DNA of cycling cells, leading to DNA damage, to the production of reactive oxygen species (ROS) and to cell death. Differentiated cells do not present this type of damage and that phenotype can be explained by a different localization of the protein.These results link for the first time DNA damage induced by a member of the A3 proteins family to ROS production and to induction of an immune activation. This activation could have implications in infection as well as in tumorigenic processes.