Letteratura scientifica selezionata sul tema "Protéine ORF2"

L’infection par le virus de l’hépatite E (HEV) est un problème majeur de santé publiquequi touche plus de 20 millions de personnes et tue environ 70 000 chaque année à travers lemonde. Le HEV est la cause majeure d’hépatite virale aiguë dans le monde. En France, laséroprévalence du HEV est de 22,4% dans la population générale. Ce virus se transmet parvoie féco-orale ou par consommation de viande contaminée mal cuite. Très récemment, nousavons décrit un système de culture cellulaire permettant d’amplifier efficacement le HEV. Cesystème représente un outil unique pour caractériser les différentes étapes du cycle infectieuxdu HEV qui sont très mal connues à ce jour. Dans le cadre de ma thèse, je me suis intéresséplus particulièrement à la protéine de capside ORF2 qui est l’unité structurale des particulesvirales et est donc un acteur central du cycle infectieux du HEV. La protéine ORF2 est uneprotéine de 660 acides aminés (aa) qui possède un peptide signal (PS) et trois sites potentielsde N-glycosylation (N1, N2 et N3). J’ai donc étudié le rôle de la N-glycosylation de cetteprotéine ORF2 dans le cycle infectieux du HEV. Pour atteindre cet objectif, la soucheinfectieuse HEV-p6 génotype 3 a été utilisée pour infecter les cellules de la lignéehépatocytaire PLC3, sous clone de la lignée PLC/PRF/5. Les résultats obtenus ont montré quela protéine ORF2 est N-glycosylée uniquement au niveau des sites N1 et N3 ; le site N2 estdéfavorable à la N-glycosylation. Nos résultats ont montré que la N-glycosylation de laprotéine ORF2 n’est pas importante pour sa stabilité, son oligomérisation, sa reconnaissancepar des anticorps, l’assemblage et l’infectiosité des particules virales. Nous avons aussimontré que la protéine ORF2 est importée dans le noyau des cellules hôtes au cours du cycleinfectieux du HEV de manière indépendante de la N-glycosylation. Nous avons identifié pourla première fois un signal de localisation nucléaire (NLS) fonctionnel en position N-terminalede la protéine ORF2 lui permettant d'interagir probablement avec l’importine alpha1. Demanière surprenante, ce NLS régule non seulement l’import nucléaire de cette protéine virale,mais aussi sa translocation réticulaire. Nous avons également démontré que la protéine ORF2est exportée du noyau des cellules hôtes en interagissant avec l’exportine1 et possède 3signaux d’export nucléaire (NES) en position C-terminale. Ces résultats améliorent laconnaissance du trafic intracellulaire de la protéine ORF2 et pourraient orienter les stratégiesantivirales dirigées contre le HEV
Hepatitis E virus (HEV) infection is a major public health problem that affects more than20 million people and kills approximately 70,000 worldwide each year. HEV is the leadingcause of acute viral hepatitis in the world. In France, the seroprevalance of HEV is 22.4% inthe general population. This virus is transmitted by fecal-oral route or by consumption ofundercooked contaminated meat. Very recently, we have described an efficient cell culturesystem to amplify HEV. This system represents a unique tool for characterizing the variousstages of the infectious HEV lifecycle that are very poorly understood to date. As part of mythesis, I focused on the ORF2 capsid protein which is the structural unit of viral particles andis therefore a central player in the HEV lifecycle. ORF2 is a 660 amino acids protein thatcontains a signal peptide and three potential N-glycosylation sites (N1, N2 and N3). My workaimed to identify the role of the ORF2 N-glycosylation in the HEV lifecycle. Our resultsrevealed that the ORF2 protein is N-glycosylated on the N1 and N3 sites, whereas the N2 siteis not N-glycosylated. Also, the N-glycosylation has no significant relevance neither for thestability, oligomerization, antibody recognition of the ORF2 protein nor for viral assemblyand viral infectivity. We also revealed that, the ORF2 protein is translocated into the nucleusof infected cells, independently of N-glycosylation. We identified for the first time afunctional nuclear localization signal (NLS) located at the N-terminus of the ORF2 proteinthat interacts probably with the importin alpha1. Surprisingly, this NLS regulates both nuclearimport and endoplasmic reticulum translocation of the ORF2 protein. Finally, wedemonstrated that, the ORF2 protein possesses three nuclear export signals (NES) located atits C-terminus. The ORF2 protein interacts with the exportin1 and is exported from the cellnuclei. This interaction drives the ORF2 protein from the nucleus to the cytoplasm of theinfected cells. Hence, this study led to new insights into the molecular mechanisms of theORF2 protein and could help to the design of novel antiviral strategies against HEV

L'infection par le virus de l'Hépatite E (HEV) est un problème majeur de santé publique qui toucherait 100 millions de personnes et tuerait 100 000 personnes chaque année dans le monde. Le HEV est la première cause d'hépatite aigüe dans le monde. En France, la séroprévalence s'élève à 22,4%. Ce virus se transmet par voie féco-orale ou par la consommation de viande contaminée mal cuite. Au cours de ma thèse, je me suis intéressé plus particulièrement à la protéine de capside ORF2, qui est l'unité structurale des particules virales et un acteur central du cycle infectieux du HEV. La protéine ORF2 est une protéine de 660 acides aminés qui possède un peptide signal N-terminal et trois sites potentiels de N-glycosylation. Au cours de son cycle infectieux, le HEV produit au moins trois formes de sa protéine de capside : (i) la forme ORF2g (pour glycosylée) et (ii) la forme ORF2c (pour clivée), abréviées ORF2g/c, qui sont des formes glycosylées et massivement sécrétées dans les surnageants de culture ou le sérum des patients infectés, et (iii) la forme ORF2i (pour infectieuse), qui n'est pas glycosylée et qui est associée aux particules virales.Dans le cadre de mes travaux de thèse, j'ai étudié les mécanismes de maturation protéolytique et de trafic intracellulaire de la protéine ORF2. Plus précisément, j'ai d'abord montré que la protéine ORF2 était importée dans le noyau des cellules infectées par le biais d'un mécanisme dépendant de l'Importine-alpha1, ceci grâce à un motif riche en résidus arginine situé à l'extrémité N-terminale de l'ORF2 et nommé ARM. La protéine ORF2 est ensuite exportée vers le cytoplasme par un mécanisme dépendant de l'exportine CRM1, ceci grâce à trois sites d'export nucléaire (NES9, NES10 et NES12) que nous avons identifiés dans la séquence de l'ORF2. J'ai également montré que le trafic nucléo-cytoplasmique de l'ORF2 régule probablement l'expression de certains gènes de l'immunité antivirale aux temps précoces de l'infection.Dans un second temps, j'ai participé à l'identification et à la caractérisation des usines virales du HEV. En ce sens, nous avons montré que les protéine virales ORF1, ORF2 et ORF3, ainsi que l'ARN viral sont enrichis dans des structures vésiculaires et tubulaires localisées dans les régions périnucléaires des cellules infectées. Nous avons montré que ces structures sont également enrichies en marqueurs du compartiment endosomal de recyclage (ERC), comme Rab11 et CD71, indiquant que les usines virales du HEV dérivent probablement de l'ERC. En réalisant des expériences d'extinction de Rab11 avec des ARN interférents, nous avons confirmé l'importance de l'ERC dans la production des particules virales du HEV.Dans un troisième temps, j'ai démontré que la protéine ORF2i, qui est associée aux membranes de la voie de sécrétion, est adressée aux usines virales par un mécanisme faisant intervenir le complexe adapteur AP-1.Dans un quatrième temps, j'ai caractérisé les mécanismes de maturation protéolytique des formes ORF2g/c et ORF2i. J'ai montré que la furine, une proproprotéine convertase de la voie de sécrétion, est impliquée dans la maturation protéolytique des glycoprotéines ORF2g/c. J'ai également montré que la préséniline, qui est la sous-unité catalytique du macro-complexe Gamma-sécrétase, est impliquée dans la maturation protéolytique de la forme infectieuse ORF2i. De manière intéressante, j'ai montré que l'inhibition pharmacologique de la préséniline réduit drastiquement l'infectiosité virale dans des lignées d'hépatocarcinome humain et dans des hépatocytes primaires humains. Ces données suggèrent que l'inhibition pharmacologique de la préséniline représente une stratégie antivirale prometteuse.En conclusion, les résultats obtenus dans le cadre de ma thèse permettent de mieux comprendre les mécanismes d'adressage subcellulaire et de maturation protéolytique de la protéine de capside ORF2, et ouvrent la voie au développement de nouvelles thérapies pour lutter contre le HEV
Hepatitis E virus (HEV) infection is a major public health problem, affecting an estimated 100 million people and killing 100,000 every year worldwide. HEV is the leading cause of acute hepatitis worldwide. In France, seroprevalence is 22.4%. This virus is transmitted via the feco-oral route, or by eating contaminated undercooked meat. During my thesis, I focused on the ORF2 capsid protein, which is the structural unit of viral particles and a central player in the HEV lifecycle. ORF2 is a 660 amino acid protein with an N-terminal signal peptide and three potential N-glycosylation sites. During its lifecycle, HEV produces at least three forms of its capsid protein: (i) the ORF2g (for glycosylated) form and (ii) the ORF2c (for cleaved) form, abbreviated ORF2g/c, which are glycosylated forms and massively secreted in culture supernatants or serum from infected patients, and (iii) the ORF2i (for infectious) form, which is not glycosylated and is associated with viral particles.As part of my thesis work, I studied the mechanisms of proteolytic maturation and intracellular trafficking of the ORF2 protein. More specifically, I first showed that ORF2 is imported into the nucleus of infected cells via an Importin-alpha1-dependent mechanism, thanks to an arginine-rich motif located at the N-terminus of ORF2 and named ARM. The ORF2 protein is then exported to the cytoplasm via a CRM1 exportin-dependent mechanism, thanks to three nuclear export sites (NES9, NES10 and NES12) that we have identified in the ORF2 sequence. I have also shown that nucleocytoplasmic trafficking of ORF2 probably regulates the expression of certain antiviral immunity genes in the early stages of infection.Secondly, I participated in the identification and characterization of HEV viral factories. We have shown that the viral proteins ORF1, ORF2 and ORF3, as well as viral RNA, are enriched in vesicular and tubular structures located in the perinuclear regions of infected cells. We have shown that these structures are also enriched in markers of the endosomal recycling compartment (ERC), such as Rab11 and CD71, indicating that HEV viral factories probably derive from the ERC. By performing Rab11 silencing experiments with siRNAs, we confirmed the importance of the ERC in the production of HEV viral particles. Thirdly, I demonstrated that the ORF2i protein, which is associated with the membranes of the secretion pathway, is addressed to viral factories by a mechanism involving the AP-1 adaptor complex.In a fourth step, I characterized the proteolytic maturation mechanisms of the ORF2g/c and ORF2i forms. I showed that furin, a proproprotein convertase of the secretory pathway, is involved in the proteolytic maturation of ORF2g/c glycoproteins. I have also shown that presenilin, which is the catalytic subunit of the macro-complex Gamma-secretase, is involved in the proteolytic maturation of the ORF2i form. Interestingly, I have shown that pharmacological inhibition of presenilin drastically reduces viral infectivity in human hepatocarcinoma lines and in primary human hepatocytes. These data suggest that pharmacological inhibition of presenilin represents a promising antiviral strategy. In conclusion, the results obtained during my thesis provide a better understanding of the mechanisms of subcellular addressing and proteolytic maturation of the ORF2 capsid protein, and pave the way for the development of new therapies to combat HEV

La protéine ORF138 (codée par le génome mitochondrial) est une protéine membranaire mitochondriale responsable de la stérilité mâle cytoplasmique (SMC) Ogura. Le phénotype des plantes stériles se manifeste par une dégénérescence prématurée du tapis de l'anthère selon un mécanisme encore inconnu alors que la protéine ORF138 est présente dans tous les tissus. Les objectifs du travail de thèse étaient de développer des outils moléculaires et biochimiques pour obtenir des informations pertinentes sur cette protéine, et permettre l'élaboration d'hypothèses solides quant au mécanisme de stérilité mâle. Nous avons montré que l'association des domaines hydrophobe et hydrophile de la protéine est indispensable à son effet. Un domaine de 15 acides aminés dont la structure secondaire est conservée entre 3 protéines de SMC non apparentées a été mis en évidence et joue également un rôle dans cet effet. Nous avons montré que l'ORF138 est enchâssée dans la membrane interne mitochondriale de colza sous des formes homooligomériques. Un complexe protéique de taille comprise entre 750 et 900 kDa impliquant l'ORF138 a également été identifié. Nous avons aussi prouvé que l'ORF138 peut être co-purifiée avec des composants nucléoprotéiques mitochondriaux de plantes mâle stériles. Une plus forte accumulation de l'alternative oxydase mitochondriale probablement accompagnée d'une activité accrue ont été observées chez les plantes stériles. La liaison entre stress oxydant et activité alternative oxydase est bien connue, et un lien possible entre un stress oxydant et la mort prématurée du tapis constitue une des pistes les plus prometteuses pour l'élucidation du mécanisme de stérilité
The ORF138 protein (encoded by the mitochondrial genome) is a mitochondrial membrane protein responsible of Ogura cytoplasmic male sterility (CMS) in Brassicaceae. In sterile plants microspore abortion is apparently due to premature degeneration of the anther tapetum, by a still unknown mechanism. This is the only induced phenotype whereas ORF138 is present in all tissues. The objectives of this work were to develop molecular and biochemical tools for the study of this protein, and to obtain relevent information for setting up hypotheses about the mechanism of male sterility. We showed that the association of the hydrophobic and hydrophilic domains of the protein is essential for its effect. A domain of 15 amino acids, sharing predicted secondary structure with two other proteins of unrelated CMS's, was highlighted and showed to play a role in this effect. We showed that ORF138 was integrated in the mitochondrial inner membrane of rapeseed and formed homooligomers. A proteic complex of size ranging between 750 and 900 kDa implying ORF138 was also identified. We also proved that ORF138 can be copurified with mitochondrial nucleoproteic components of male sterile plants. An increased accumulation of mitochondrial alternative oxydase probably accompanied by an increased activity, was observed in the sterile plants compared to fertiles. The connection between oxidative stress and alternative oxydase activity is well-known, and a possible bond between an oxidizing stress and the premature death of the tapetum constitutes one of the most promising tracks for the elucidation of the sterility mechanism

Les plantes sont ancrées au sol pendant la majorité de leur cycle de vie et doivent donc constamment adapter leur croissance et leur métabolisme aux stress abiotiques. Ainsi, la subsistance des plantes dépend de leur capacité à réguler rapidement l’expression des gènes afin d’adapter leur physiologie à l’environnement. L’expression d’un gène peut être contrôlé à plusieurs niveaux; transcriptionnel, post-transcriptionnel, traductionnel et post-traductionnel.De nombreux processus cellulaires vitaux tels que la réplication de l’ADN, la transcription, la synthèse protéique, et la dégradation des protéines, sont régulés par les signaux environnementaux. Des études chez la levure, la drosophile et les animaux ont montré que la protéine kinase TOR (Target Of Rapamycin) est impliquée dans le contrôle de la croissance cellulaire et de la prolifération en réponse à différents signaux tels que les nutriments, les acides aminés, les hormones et les facteurs de croissance. Chez Arabidopsis thaliana, TOR est nécessaire au développement de l’embryon et de l’endosperme. De plus, des modifications du niveau de protéine AtTOR affectent la croissance végétative et la reproduction.Le principal objectif de cette thèse est de caractériser les mécanismes qui contrôlent l’expression de AtTOR en déterminant les éléments de régulation situés sur le la région 5’ non traduite (5′UTR) de l’ARNm de AtTOR, puis de manipuler ces éléments de régulation afin d étudier leur rôle. Nous avons choisi de nous focaliser sur la région 5′UTR de AtTOR, et sur une microORF (uORF) située en amont de l’ORF principale de AtTOR. Il s’agit de la première tentative d’étude de la régulation de l’expression de TOR par ces éléments chez les eucaryotes.Trois constructions chimériques ont été réalisées pour cette étude et transformée transitoirement est de manière stable dans des plantes. La première construction (contrôle positif) incluse le promoteur de AtTOR, la région 5′UTR, le premier intron et le début du premier exon fusionné au gène rapporteur GUS. La seconde construction (microORF mutée) est présente une mutation du codon start de la microORF (ATG changé en TTG). Enfin, la troisième construction (5′UTR délétée) contient la même séquence que le contrôle positif mais sans la région 5′UTR. Ces constructions ont également été placée sous le contrôle du promoteur 35S au lieu du promoteur de AtTOR afin d’étudier un lien éventuel entre la 5′UTR et la microRF et le promoteur de AtTORNos résultats indiquent une régulation généralement négative exercée par la 5′UTR, et dans une moindre mesure par la microORF, sur l’expression de AtTOR. Cette régulation semble avoir lieu au niveau transcriptionnel ou au niveau de la stabilité de l’ARNm, mais pas au niveau de la traduction. En effet, les modifications du niveau de transcrit GUS sont suivie d’un changement équivalent de l’activité GUS. De plus, nous avons observé que l’auxine et le sucrose ont un effet positif sur l’expression de AtTOR. Dans le cas de l’auxine, cet effet semble lié à la présence de la région 5′UTR de AtTOR.D’autres études de la fonction de la région 5’UTR et de la microORF de AtTOR, ainsi que de leur relation avec d’autres éléments régulateurs localisée dans le promoteur de AtTOR, permettront de mieux comprendre comment ces éléments régulateurs contrôlent finement l’expression de AtTOR
Land plants are anchored in one place for most of their life cycle and therefore must constantly adapt their growth and metabolism to abiotic stresses. Thus, plants’ subsistence depends on their ability to regulate rapidly gene expression in order to adapt their physiology to their environment. The expression of a gene can be controlled at many levels, including transcription, post-transcription, translation, and post-translation.Many vital cellular processes like DNA replication, transcription, protein synthesis, and protein degradation are regulated by environmental signals. Studies in yeast, Drosophila, and mammals showed that the target of rapamycin (TOR) protein is involved in control of cell growth and cell proliferation in response to different types of environmental signals such as nutrients, amino acids, hormones, and growth factors. In Arabidopsis thaliana, TOR is necessary for both embryo and endosperm development in, and changes of TOR protein level affect both vegetative and reproductive growth.The main purpose from this thesis is to highlight the mechanisms that control AtTOR expression at the post-transcriptional level through determination of the possible regulatory elements within the 5′ untranslated region (5′UTR) or the first intron of AtTOR mRNA itself, and through manipulation of these regulatory elements to study their precise role. We have chosen to focus on the small upstream open reading frame (uORF) as well as the 5′UTR region. This is the first attempt to study the regulation of TOR kinase expression in eukaryotes through these small uORF or the sequence of 5′ untranslated region (5′UTR).To achieve this purpose, three chimeric constructs have been established and transformed in Nicotiana benthamiana leaves and Arabidopsis thaliana plants. The first construct (the positive control) contains the AtTOR promoter, the 5′UTR, the first intron, and the beginning of the second exon fused to the GUS reporter gene. The second construct (mutated uORF) have the same sequence as the positive control construct except the start codon of uORF was changed from ATG to TTG. The third construct (deleted 5′UTR) have the same sequence as the positive control construct without the 5′UTR. These constructs have also been placed under the activity of CaMV 35S promoter instead of AtTOR promoter to investigate whether there is a link between the 5′UTR/or uORF and the promoter.Our work show an overall negative regulation exerted by the 5′UTR and, to a lesser extent, by the uORF on AtTOR gene regulation. This regulation is likely at the level of transcription or mRNA stability, since the changes in GUS transcript level was followed by the same changes in GUS activity. In addition we found that external inducers like auxin or sucrose exert a positive effect on AtTOR expression. This effect appears somehow linked to the presence of the 5′UTR of AtTOR mRNA.Greater insight into the molecular mechanisms of AtTOR 5′UTR/or uORF function and its relationship with other regulatory elements located in AtTOR promoter will be required to understand how these regulatory elements work either individually or in combination to achieve the fine and accurate regulation of their gene expression