Epitranscriptomique, ARN, VIH-1, N'6-méthyladénosine, M6A, Expression génétique

Le génome du virus de l'Immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est constitué de deux molécules identiques simple-brin d'ARN qui doivent être reverse transcrites pour s'intégrer dans le génome de la cellule hôte avant d'être exprimé par la machinerie cellulaire. Les transcrits pré-messagers viraux peuvent être encapsidés comme génome viral non-épissé (US) dans les nouvelles particules virales formées ou épissés alternativement en une cinquantaine d'isoformes classées en deux familles, les incomplètement épissés (IS) et les multi-épissés (MS). Les RNA viraux seront traduits en protéines virales et formeront de nouvelles particules virales. Ainsi, la compréhension des mécanismes régulant le transcriptome viral est un enjeu majeur de la recherche sur le VIH-1. Comme les transcrits cellulaires, le transcriptome viral est porteur de nombreuses modifications. L'ensemble de ces modifications dirigent le devenir du transcriptome et forment ainsi une nouvelle strate du contrôle de l'expression génétique cellulaire et viral, l'épitranscriptomique. Parmi ces modifications, l'ajout d'un groupement méthyl en position 6 d'une adénosine ou N'6-méthyladénosine (m6A) est la modification la plus abondante présente sur les ARN messagers (ARNm) eucaryotes et est conservée sur le génome viral. Cette méthylation est déposée sur l'ARN lors de la transcription par un complexe méthyltransférase, au sein duquel se trouve la méthyltransférase METTL3 qui est la sous-unité catalytique. Le complexe méthyltransférase comprend aussi les protéines VIRMA et WTAP, responsable du recrutement des ARN cellulaires et des sous-unités accessoires (RBM15, RBM15B, Zc3H13, Hakai). La méthylation m6A contrôle le devenir des transcrits méthylés via le recrutement de protéines readers de la marque m6A. Parmi ces readers, la famille YTH comporte 5 membres (YTHDF1, YTHDF2, YTHDF3, YTHDC1 et YTHDC2) capables de fixer directement la méthylation et impliqués dans la régulation de la maturation, de l'export, la traduction et la stabilité des transcrits méthylés. Récemment les protéines YTHDF1, YTHDF2 et YTHDF3 ont été impliquées dans différentes étapes de la réplication virale, cependant les mécanismes engagés sont encore mal connus. L'objectif de cette thèse a été de caractériser le rôle du complexe de méthylation m6A et des readers YTH au cours du cycle de réplication viral. Nous avons pu mettre en évidence le rôle des sous-unités du complexe méthyltransférase et les facteurs YTH dans le contrôle de l'abondance des ARN viraux et de la synthèse des protéines virales. Les sous-unités du complexe méthyltransférase réduisent la quantité des transcrits viraux lors de l'infection ainsi que la production des protéines virales. Parmi les readers, nous avons montré que seules les protéines YTHDF2 et YTHDC1 impactent l'abondance des transcrits viraux et la production des protéines. Afin de caractériser le recrutement de ces readers sur les transcrits viraux, nous avons exploré les interactions entre les protéines YTHDF2 et YTHDC1 et les ARN viraux par des expériences de co-immunoprécipitation de l'ARN. Nous démontrons pour la première fois que les protéines YTHDF2 et YTHDC1 possèdent des spécificités d'interaction avec les transcrits viraux distinctes. YTHDF2 recrute spécifiquement les transcrits US, tandis que YTHDC1 interagit avec toutes les classes de transcrits viraux avec un enrichissement préférentiel des transcrits MS. Nous avons aussi caractérisé le rôle du reader YTHDC1 sur les étapes post-intégratives de la réplication virale en nous appuyant sur le modèle cellulaire HeLa LAV. Dans ces cellules, YTHDC1 régule l'abondance des transcrits viraux US et IS, stimule la production des protéines virales Env, Vpu et CAp24 ainsi que la synthèse de nouvelles particules et leur infectivité. L'ensemble de ces résultats dresse un tableau du rôle de la méthylation m6A sur la régulation du transcriptome viral et caractérise YTHDC1 comme nouveau facteur impliqué dans la réplication virale.