Zones d’insertion privilégiées du VIH au sein du genome

Le HIV est un rétrovirus qui, après rétrotranscription de son ADN est intégré au genome grâce au complexe de péintégration (PIC). L’une des questions que se posent les chercheurs est de savoir si l’intégration du virus est aléatoire au sein du genome ou bien si certaines parties sont préférentiellement ciblées.

marini
Dans un article publié cette semaine dans Nature, Marini et ses collègues fournissent une première réponse à cette question. Tout d’abord, il semble évident que les zones d’intégration ciblées sont des zones actives de transcription donc forcément de type euchromatine. Marini montre en effet que ce type de zone est privlégiée et que les zones de types hétérochromatine associées aux lamines nucléaires sont fortement défavorisées. De plus, elle montre que les zones de transcription active situées vers le centre du noyau sont aussi défavorisée. Par ses diverses expériences, elle arrive à montrer que le HIV est reconnue par l’une des protéines des pores nucléaires (Nup153) et que cette protéine permet l’entrée de l’ADN viral dans le noyau. Ensuite, une autre protéine du noyau (LEDGF/p75), qui est un cofacteur de transcription intéragit avec l’intégrase (IN) du HIV et facilite son intégration au niveau d’une zone de transcription active. Ces zones de transcription active sont située à proximité des pores nucléaires : l’architecture de l’intérieur du noyau est donc fondamentale (vous en discuterez avec ceux qui ont fait le sujet ENS…)
Ainsi, le HIV est intégré au niveau d’une zone de transcription active. Sachant que l’intéraction entre la protéine LEDGF/p75 et l’intégrase virale est très importante pour l’intégration du genome viral, les molécules empêchant cette intégration peuvent être des médicaments de choix pour traiter le SIDA.

Zones de mutation privilégiées au cours de la réplication de l’ADN

Chez les Eucaryotes, la réplication est semi-conservative et se réalise par la présence d’un brin direct et d’un brin retardé avec des fragments d’Okazaki. Par contre, il existe des similitudes et quelques différences entre réplication chez les Procaryotes et chez les Eucaryotes. Dans les deux cas, il y a intervention d’une primase (appelée ADN Polymerase alpha chez les Eucaryotes) mais après l’ajout de quelques ribonucléotides, cette primase polymérise un peu d’ADN. Par contre, chez les Eucaryotes, l’ADN polymerase qui synthétise le brin direct  et le brin retardé sont différentes (polymérase epsilon sur le brin direct, polymérase delta sur le brin retardé). De plus, chez les Eucaryotes il y a plusieurs Ori sur les chromosomes alors qu’il n’y en a qu’un seul chez les Procaryotes.

rijns
L’équipe menée par Rijns montre qu’il y a plus souvent des mutations au niveau de l’extrémité 5′ des fragments d’Okazaki. Ils ont donc supposé que ceci venait de la primase qui est plus sujette à des erreurs puisqu’elle n’a pas d’activité auto-correctrice. Ils ont alors testé cette hypothèse en utilisant des levures mutantes pour la RNAse H ce qui fait que les amorces d’ARN ne sont pas remplacées. Ils ont ensuite récupéré ces ARN et les ADN accrochés uniquement par l’activité de la polymérase alpha afin de savoir s’ils étaient effectivement complémentaires de la séquence d’ADN ou bien s’il y avait eu des erreurs de réplication. Ils ont constaté un fort taux de mutations et ont donc confirmé leur hypothèse.
Enfin, ils ont mesuré le pourcentage du genome synthétisé par la primase et ont trouvé 1,5% soit 1,5% du genome qui est sujet à un taux de mutation bien plus élevé. Enfin, il leur fallait expliquer le fait que ces mutations soient faiblement réparé. Ils l’expliquent par le fait que les nucléosome se réassocie rapidement après la réplication et donc que les enzymes réparatrices de l’ADN ne peuvent pas passer à ces endroits là.
En résumé : la polymérase alpha des Eucaryotes commet des erreurs de réplication élevée contraint aux amorces des fragments d’Okazaki qui ne sont que faiblement réparé du fait de la réassociation rapide des nucléosomes. Ceci est donc un facteur de mutation et donc d’évolution des génomes.

Programme du CAPES externe de SVT session 2015 et ses 8 grands thèmes

(Le programme de la session 2014 est reconduit pour la session 2015)
Le programme du concours inclut l’ensemble des programmes des classes de collèges et de lycées que le futur enseignant de sciences de la vie et de la Terre devra maîtriser et huit thématiques plus spécialisées.
Le niveau de maitrise de ces thématiques est un niveau universitaire permettant d’avoir le recul attendu d’un enseignant disciplinaire, tant sur les connaissances, que sur les méthodes ou les démarches.
Liste des 8 thématiques spécialisées :

  • L’énergie dans la cellule
  • La respiration chez les animaux
  • Structure et fonctionnement d’un écosystème : L’écosystème forestier
  • L’organisation interne de la Terre
  • Circulations océaniques et atmosphériques
  • Comparaison des orogenèses hercynienne et alpine
  • Classification phylogénétique du vivant
  • Homme et biodiversité

Un peu de pub : Participation à un livre pour les BCPST

Je participe aux ouvrages pour les BCPST chez l’éditeur Ellipses. J’ai relu une partie du livre de Biologie de 1ère année que vous pouvez commander par exemple ici. Vous pouvez même feuilleter une partie du premier chapitre là. J’aime beaucoup ce livre pour la simplicité des illustrations. Elles sont claires, synthétiques et facilement refaisables pour l’élève. Le texte est  aussi tout à fait abordable et la mise en page particulièrement efficace

J’ai écrit une partie du livre de Géologie qui ne devrait pas tarder à sortir. J’ai hâte de voir le résultat!

Digestion, oses et infection

La réponse à une infection inclus la résistance au pathogène ou bien sa tolérance. Une infection est souvent associé à un anorexie temporaire, le malade se nourrit beaucoup moins. Ce mécanisme permet de relocaliser l’énergie provenant des aliments vers une résistance à l’infection mais permet aussi de priver le pathogène de nourriture. Cependant, cela aussi induit un stress sur la communauté microbienne constituant la flore intestinale puisqu’elle récupère, elle aussi, moins de nutriments. Ceci pose un problème à l’organisme puisque sa capacité de digestion s’en voit amoindrie d’une part et cela diminue la taille de la population de la flore intestinale qui protège elle aussi des pathogènes.
Dans un article paru cette semaine dans Nature, Pickard et ses collaborateurs mettent en évidence un mécanisme qui résout ce paradoxe. Lors de l’infection, des substances immunitaires, les inerleukines, sont produites en réaction aux pathogènes. L’équipe de Pickard montre ces interleukines entraînent aussi au niveau de l’épithélium intestinal la fucosylation, c’est à dire l’ajout de groupement fucose, un ose (correspondant à un galactose désoxydé au niveau du carbone 6) à certaines protéines par l’activation d’une fucosyl-transfèrase. Ces protéines sont ensuite exportés dans l’intestin ou le fucose est relâché par les protéines. Ceci a pour conséquence de diminuer l’expression des gènes de virulence des bactéries pathogènes ayant infecté le tube digestif mais permet aussi à la flore intestinale de récupérer des nutriments en utilisant le fucose ainsi produit et exporté par l’hôte. Ainsi, l’hôte se remet plus vite de l’infection et regagne plus rapidement son poids de départ.

Pickard