Nos activités de recherche

Notre groupe cherche à comprendre comment l’expression des gènes est contrôlée à l’interface entre transcription, chromatine et métabolisme de l’ARN, avec un intérêt particulier pour les mécanismes qui permettent au VIH-1 d’entrer en latence, de s’y maintenir, puis éventuellement de se réactiver.
Nos travaux ont notamment permis de mettre en évidence un mécanisme de répression impliquant le complexe HUSH, composé de TASOR, MPP8 et PPHLN-1. Nous avons montré que HUSH s’associe aux ARN naissants produits à partir de ses gènes cibles et peut y recruter des complexes de dégradation de l’ARN associés à l’exosome nucléaire, notamment CCR4-NOT et PAXT. Au niveau du provirus VIH-1, ce mécanisme favorise la dégradation des ARN viraux nouvellement synthétisés et limite la poursuite d’une transcription productive, contribuant ainsi à la mise sous silence du provirus. Ces résultats ont été initialement rapportés dans Matkovic et al., bioRxiv (2020), puis publiés dans Nature Communications (2022). Ces travaux nous ont amenés à considérer la répression génique non pas uniquement comme un phénomène chromatinien, mais comme un processus dans lequel le devenir de l’ARN naissant peut être directement couplé à la transcription. HUSH agit ainsi de manière co-transcriptionnelle, à l’interface entre l’ARN polymérase II, les ARN en cours de synthèse et les systèmes nucléaires de surveillance et de dégradation de l’ARN.

À partir de ces observations, nous cherchons aujourd’hui à comprendre comment les ARN viraux et les ARN non codants cellulaires participent au recrutement et à l’organisation de complexes macromoléculaires capables de contrôler durablement l’expression du provirus. Nous nous intéressons en particulier aux facteurs associés à la chromatine, à l’ARN polymérase II et aux ARN naissants, et à la manière dont ils coopèrent pour limiter l’expression virale et favoriser l’établissement d’un état latent. Un axe important de notre recherche consiste à établir une cartographie moléculaire de l’environnement du provirus VIH-1. L’objectif est d’identifier les protéines et complexes cellulaires qui interviennent aux différentes étapes de l’établissement et du maintien de la latence, et de comprendre comment leur recrutement évolue dans le temps. Nous considérons ainsi le provirus comme une plateforme moléculaire dynamique, sur laquelle se succèdent et s’assemblent des facteurs impliqués dans la transcription, l’organisation de la chromatine, les modifications épigénétiques et le devenir des ARN. Nous cherchons notamment à déterminer quels événements surviennent précocement après l’intégration, lesquels permettent de stabiliser la répression et quels mécanismes rendent finalement l’état latent durable ou, au contraire, réversible.

Notre objectif est d’identifier les facteurs de l’hôte et les voies moléculaires qui déterminent le destin transcriptionnel du provirus VIH-1, et de mieux comprendre pourquoi certains provirus deviennent durablement silencieux alors que d’autres restent actifs ou plus facilement réactivables.

Au-delà du VIH-1, ces travaux nous permettent également d’aborder des questions plus fondamentales sur la manière dont les cellules humaines coordonnent transcription, organisation de la chromatine et métabolisme de l’ARN pour contrôler durablement l’expression des gènes.

Nos expertises et approches

Pour répondre à ces questions, nous combinons des approches de virologie moléculaire, biologie cellulaire, biochimie, génétique, épigénétique et génomique fonctionnelle, dans différents modèles cellulaires d’infection et de latence du VIH-1.

Nous étudions les interactions entre facteurs viraux et cellulaires, ARN, ARN polymérase II et chromatine, ainsi que la composition des complexes macromoléculaires présents au niveau du provirus. Nous cherchons autant que possible à comprendre non seulement quels facteurs sont recrutés, mais aussi à quel moment, dans quel contexte et avec quelles conséquences fonctionnelles.

Nous utilisons pour cela plusieurs approches de génomique et d’épigénomique à haute résolution, notamment CUT&RUN, CUT&Tag, ChIP-seq et ATAC-seq, afin de cartographier la présence de facteurs régulateurs, les modifications d’histones et l’accessibilité de la chromatine, aussi bien à l’échelle du génome qu’au niveau du provirus VIH-1. Ces analyses sont complétées par des approches transcriptomiques et par des expériences de Nuclear Run-On (NRO), qui nous permettent de mesurer directement l’activité transcriptionnelle et de distinguer les effets portant sur la transcription de ceux qui touchent à la stabilité, à la maturation ou à la dégradation des ARN. Nous développons également des stratégies de cartographie des interactions provirales permettant d’identifier les facteurs présents au voisinage immédiat de la chromatine virale ou de ses ARN naissants. Combinées à des approches de biochimie, de protéomique et de génomique fonctionnelle, elles nous permettent de reconstruire les complexes qui s’assemblent autour du provirus et d’en tester le rôle dans l’établissement ou le maintien de la latence. Enfin, nous utilisons des approches d’imagerie en molécule unique afin d’observer certains de ces mécanismes directement dans les cellules et d’accéder à des niveaux d’hétérogénéité qui ne sont pas toujours visibles avec les approches réalisées sur des populations cellulaires.

L’un des points forts de notre travail est donc de croiser des données biochimiques, génomiques, épigénomiques, transcriptionnelles et d’imagerie pour passer de l’identification d’un facteur à la compréhension de son rôle, de sa dynamique et de ses partenaires. Cette approche intégrée nous permet de reconstruire progressivement les événements moléculaires qui conduisent à l’établissement et au maintien de la latence du VIH-1.

Internes:
Florence MARGOTTIN-GOGUET
Véronique AVETTAND-FENOEL

Locales:
-Stéphane EMILIANI - Institut Cochin
-Catherine LAVAZEC & Frédérique VERDIER - Institut Cochin

Nationales:
-Gael CRISTOFARI - IRCAN Nice

Internationales:
-Maike HANSEN - Radbud University - NED

Argonaute 1 contributes to the transcriptional silencing of HIV-1.

Goudey S, Said MA, Desforges J, Marie S, Morel M, Berlioz-Torrent C, Margottin-Goguet F, Emiliani S, Matkovic R✉, Gallois-Montbrun S✉.
J Biol Chem. 2025 Aug 19:110612. doi: 10.1016/j.jbc.2025.110612.  (✉: co-corresponding)

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Deciphering lentiviral Vpr/Vpx determinants required for HUSH and SAMHD1 antagonism highlights the molecular plasticity of these evolutionary conflicts.
Larrous P, Garnier C, Morel M, Martin MM, Zarrouk K, Maesen S, Matkovic R, Cimarelli A, Etienne L, Margottin-Goguet F.
J Virol. 2025 May 20;99(5):e0019825. doi: 10.1128/jvi.00198-25.

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TASOR epigenetic repressor cooperates with a CNOT1 RNA degradation pathway to repress HIV.
Matkovic R✉, Morel M, Lanciano S, Larrous P, Martin B, Bejjani F, Vauthier V, Hansen MMK, Emiliani S, Cristofari G, Gallois-Montbrun S, Margottin-Goguet F✉.
Nat Commun. 2022 Jan 10;13(1):66. doi: 10.1038/s41467-021-27650-5. (✉: co-corresponding)

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HUSH-mediated HIV silencing is independent of TASOR phosphorylation on threonine 819.
Vauthier V, Lasserre A, Morel M, Versapuech M, Berlioz-Torrent C, Zamborlini A, Margottin-Goguet F✉, Matkovic R✉. Retrovirology. 2022 Oct 29;19(1):23. doi: 10.1186/s12977-022-00610-7 (✉ : co-corresponding)

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Binding to DCAF1 distinguishes TASOR and SAMHD1 degradation by HIV-2 Vpx.
Martin MM*, Matkovic R*, Larrous P, Morel M, Lasserre A, Vauthier V, Margottin-Goguet F. PLoS Pathogens 2021 Oct 26;17(10):e1009609. doi: 10.1371/journal.ppat.1009609. (*: co-first)

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HIV-2/SIV viral protein X counteracts HUSH repressor complex.
Chougui G, Munir-Matloob S, Matkovic R, Martin MM, Morel M, Lahouassa H, Leduc M, Ramirez BC, Etienne L, Margottin-Goguet F. Nat Microbiol. 2018 Aug;3(8):891-897. doi: 10.1038/s41564-018-0179-6. 

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