Génome du VIH-1

La taille du génome du VIH-1 est environ de 9 200 nucléotides. Il est constitué de régions codantes et de régions non codantes. Les régions non codantes, situées en 5’ et en 3’, constituent les LTR (long terminal repeat) qui entourent les régions codantes. Ces LTR jouent un rôle dans la régulation de l’expression des gènes viraux. Elles contiennent des éléments essentiels pour la transcription et la réplication virale.

La partie codante est composée de 9 gènes connus (sans prendre en compte le gène

asp), les trois gènes rétroviraux structuraux gag, pol et env et un ensemble de gènes

régulateurs ou accessoires, permettant l’expression et la persistance du virus au sein des organismes infectés (vif, vpr, vpu, tat, rev et nef ) (cf. Fig. 1.21 et Fig. 1.22) .

FIGURE1.21 –Organisation du génome du virus du VIH-1. Le génome du VIH-1 dispose de 9 gènes connus dont certains sont chevauchants. (basée sur une image de Thomas Splettstoesser www.scistyle.com)

Le gène gag code pour l’expression de protéines structurales du virion. Il s’agit de 4 protéines différentes : la protéine p24 qui correspond à une protéine de capside ; la protéine p17 qui est une protéine formant la matrice ; la protéine p9 qui est une protéine de la nucléocapside et la protéine p6 importante pour le bourgeonnement du virus et pour l’incorporation de la protéine virale Vpr dans les particules.

Le gène pol (polymérase) code pour l’expression des enzymes impliquées dans la ré-plication, l’intégration virale et la maturation du virion. Il code notamment pour : la transcriptase inverse qui permet la transcription inverse de l’ARN génomique en ADN qui dispose également d’une activité ribonucléase H permettant d’hydrolyser l’ARN viral, la protéase qui clive les précurseurs protéiques afin d’aboutir aux différentes pro-téines virales et l’intégrase qui intègre la copie d’ADN du génome de VIH dans l’ADN hôte.

Le gène vif code pour la protéine Vif (Virion Infectivity Factor), il s’agit d’une protéine qui augmente le pouvoir infectieux des particules du VIH. Elle est située dans les cellules infectées par le VIH, et agit en interférant avec la protéine APOBEC3G (protéine du système immunitaire) (Sheehy et al., 2002).

1.3. Le VIH, les gènes env et asp Capside p24 Protéine de la matrice p17 Nucleocapside p9 ^Protéase Transcriptase inverse Intégrase ARN GP120 GP41 Membrane Protéines de la cellule hôte Tat Gène Protéine

gag (Group-specific antigen) Protéines structurales (p17, p24, p9, p7)

pol (Polymerase) Protéine enzymatiques : transcriptase inverse,

protease et intégrase (p64, p51, p10, p32)

env (Enveloppe) Glycoprotéine de l’enveloppe, gp120 qui se lie au

CD4/CCR5 et gp41 nécessaire pour la fusion et l’internalisation du virus.

tat (Transactivator) Régulateur positif de la transcription (p14/tat) rev (Regulator of viral expression) Permet l’exportation du noyau des

ARNm non/partiellement épissés et l’encapsidation des protéines virales (p19) vif (Viral infectivity factor) Affecte le pouvoir infectieux de la particule

virale (p23)

vpr (Viral protein R) Transport de l’ADN au noyau et

active la production de protéines virales (p15)

vpu (Viral protein U) Dégradation CD4 et bourgeonnement,

contre l’effet de la tetherine/bst-2 (p16) nef (Negative-regulation factor) Augmente la réplication virale.

Rôle dans échappement au système immunitaire et MHC class II (p27)

FIGURE1.22 –Structure du virus du VIH-1 et tableau récapitulatif des protéines codées par les différents gènes du VIH-1

Le gène vpr code pour la protéine Vpr (Viral protein R). Cette protéine joue un rôle dans la régulation de l’import nucléaire du complexe de pré-intégration du VIH-1 (Heinzinger et al., 1994). Elle est également nécessaire pour la réplication du virus dans des cellules ne se divisant pas telles que les macrophages primaires (Connor et al., 1995). Enfin elle induit l’arrêt en phase G2 du cycle cellulaire en ciblant le complexe SLX4. L’activation de ce complexe SLX4 par Vpr permet au VIH d’échapper à la détection du système immunitaire (Laguette et al., 2014).

Le gène tat est l’abbréviation de "transactivator" en anglais, il s’agit d’un gène régulateur produisant la protéine Tat qui active l’élongation de la transcription. La protéine Tat est codée par deux exons dont un chevauchant le gène env. L’interaction de la protéine avec la région TAR du LTR (trans-activation responsive element qui correspond à une séquence d’ARN présente à l’extrémité 5’ des ARN viraux) permet l’augmentation de l’expression du VIH (Mujeeb et al., 1994).

Le gène rev est un autre gène régulateur produisant la protéine Rev. Cette protéine stimule la production de protéines de structure du VIH, mais inhibe l’expression de gènes de régulation du VIH (phénomène de contre-réaction). Elle est présente dans le nucléole des cellules infectées, et permet le transport à l’extérieur du noyau des ARNm viraux non épissés et partiellement épissés, codant pour les protéines de structure (Pollard and Malim, 1998). Elle joue également un rôle dans l’encapsidation de ces protéines (Blissenbach et al., 2010).

Le gène vpu code pour la protéine Vpu (Viral protein). Il s’agit d’une protéine membra-naire capable de s’oligomériser (Sato et al., 1990). Elle entraîne la dégradation cytoplas-mique du CD4 et améliore la libération des virions néo-synthétisés (Bour et al., 1995). Elle permet de contrer l’effet de la tetherine/bst-2 qui dispose d’une activité anti-virale (Neil et al., 2008).

Le gène env code pour l’expression de glycoprotéines : la glycoprotéine gp120 et la glycoprotéine gp41 formant l’enveloppe virale (cf section 1.3.2) permettant la fusion du virus dans la cellule hôte.

Le gène nef code pour la protéine Nef (Negative regulation factor). Cette protéine ré-prime l’expression membranaire du CD4 (Garcia and Miller, 1991) ainsi que l’expression membranaire du CMH de classe I (Schwartz et al., 1996) permettant au virus d’échapper à la réponse immunitaire. Elle entraîne l’exclusion des protéines SERINC3 et SERINC5 du virion qui réduisent l’infectiosité du virus (Usami et al., 2015; Rosa et al., 2015).

1.3. Le VIH, les gènes env et asp