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T r a n s f o r m a t i o n virale e t d i f f&renciat ion cel lu la ire

Quand on analyse les diffdrentes expe- riences consacr~es ~ I'~tude de la trans- formation cellulaire par les virus onco- g~nes, on est h'appd par ie fait que la quasi-totalitd de ces expdriences ont ~t~ rdalisdes ~ I'aide de fibroblastes. Or s'il est exact que ces ~tudes ont apportd des informations de toute premiere impor- tance sur les modifications tant morpho- Iogiques que m~taboliques des cellules la suite de la transformation virale, elles n'ont contribud que tr~s faiblement notre comprdhension des relations exis- tant entre I'oncog~n~se virale et /'expres- sion des fonctions diff~rencides. La rai- son de cette carence tient d'une part au fait que les fibroblastes ne constituent pas un type cel/ulaire bien d~fini (on les obtient g~n~ralement ~ partir de I'em- bryon total) et d'autre part que m~me dans le cas de fibroblastes dont I'orig'ine est ddfinie, par exemple des fibroblastes du tendon chez le poulet [ I ] on ne con- na~t pas le programme sp~cifique de ces cellules.

Pour mieux comprendre les relations entre transformation virale et expression d'un programme de dfff~renciation, des experiences ont ~t~ r~alis~es dans les- quelles divers virus oncog~nes ont ~t~ utilis~s pour infecter des cellules capables de se diff~rencier in vitro [1-10]. Cette revue a pour obiet de r~unir les r~sultats qui ont ~t~ obtenus dans divers syst~mes, mais comme ce suiet est trop vaste pour ~tre compl~tement rapport~ ici, ]e me bor- nerai aux ~tudes concernant les virus aviaires.

Rappel concernant les virus oncogbnes aviaires.

Ce sont des virus dont le gdnome est de I'acide ribonucldique mono-cat~naire. Le g~nome est constitu# par quatre ~l~- ments g~n~tiques diff~rents : gag, pol, env qui codent respectivement pour ies prot6ines de la capside, la transcriptase et les prot~ines de I'enveloppe, et onc qui est responsable de I" oncogdnicitd [11-13].

En ce qui concerne le pouvoir onco- gdne de ces virus on peut les diviser en virus sarcomatog~nes d'une part et virus /euc~mog~nes d'autre part.

Dans /e cas des virus sarcomatog~nes, /'61~ment g~n6tique onc a ~td appel~ src. Chez ces virus toutes les mutations qui affectent le pouvoir oncogdne sont Ioca- lisdes dans cette rdgion et par ailleurs sa ddl~tion entraine une perte du pouvoir oncogdne [14-21]. Parmi les mutations de src i l en est certaines qui sont particu- li~rement intdressantes car elles sont con- ditionnelles. On connait ainsi un grand nombre de mutants thermosensibles de src. Ces mutations n'affectent que le pou- voir transformant, mais en intervenant la fois sur / ' initiation et le maintien de I'~tat transformS. L'effet de la transforma- tion peut de ce fait 6tre revers6 par simple transfert des cellules de la temperature dire permissive (36 °) ~ la tempdrature non permissive (41=), et i l est ~ I'heure actuelle ~tabli que cette reversion ne n~cessite aucune synth&se macromol~cu- laire. Le produit codd par la s~quence src n'a pas encore ~td isold, toutefois grace rempio i d'antisdrum spdcifique on a pu montrer que ce produit est une prot~ine kinase [22-28].

En ce qui concerne les virus leuc~mo- g6nes, i l s'agit d'un groupe de virus d~fectifs pour leur rdplication dont I'~l~- merit onc n'a dtd d~fini qu'assez r~cem- ment. Certains de ces virus ont des poten- tialit~s oncogdniques multiples : ainsi le virus de I'~rythroblastose (AEV) non seu- lement provoque des leucdmies mais est ~galement capable de donner chez I'ani- real des tumeurs solides, des fibrosar- comes et des h~patomes, de m~me in vitro ce virus peut transformer des fibro- blastes et des cellules drythroides. II en est de m~me du virus de la my~locyto- matose (MC 29) alors que le virus de la my~loblastose (AMV) n'est oncog6ne que pour les mydloblastes. R~cemment les travaux de Thomas Graf et de Dominique Stehelin ont montrd que chacun de ces virus permet de d~finir 3 s~quences onco- gbnes diff~renteS erb (AEV pour ~rythro- blaste), maC (MC29 pour macrophage) et myb (AMV pour mydloblaste) [28-32].

Cas des virus sarcomatog~nes.

Les experiences avec ces virus ont essentiellement dt~ r~alis~es avec des mutants thermosensibles du virus de sat- come de Rous (RSV) et en ce qui con- cerne les syst6mes cellulaires avec des cellules musculaires [4-7], des chrondro- blastes [g, 33, 34], des m~lanoblastes [2] et des cellules de la neuror~tine [8] .

Cellules musculaires.

Par dissociation du muscle embryon- naire on obtient des cellules mononu- c l~es ou myoblastes. Ces myoblastes sont capables de se diviser pendant 2 ~ 3 g6n&rations, puis ils fusionnent entre eux pour former des structures plurinucl&&es ou myotubes. Les myotubes qui ont ~t~ form,s synth~tisent les prot~ines caract~- ristiques des fibres musculaires (myosine, actine, tropomyosine), d~veloppent un appareil contractile stri~, se contractent spontan&ment et d~veloppent des poten- tiels d'action membranaire en r~ponse des applications d'ac~tylcholine.

Les premieres experiences d'infection de ces cellules avec le RSV ont montr~ que les myoblastes dtaient sensibles & ce virus et qu'~ la suite de la transformation i l n'y avait pas formation de myotubes. Ces experiences n'dtaient toutefois pas tr6s concluantes dans la mesure ob elles ~taient r~alisdes avec une souche sauvage

de RSV et qu' i l dtait impossible de s'as- surer de la nature myog~nique des cel- lules transformdes. Ces experiences ont ~td reprises r~cemment avec des mutants thermosensibles du RSV [4-6]. Dans ces conditions, ~ 36 ° on constate qu' i l appa- ralt des cellules ayant une morphologie transform~e. Ces cellules, tant qu'on les entretient ~ 36 °, restent ~ 1"6tat mononu- c l ~ sans jamais former de myotubes. Par contre, si on les cultive ~ 41 °, alors on constate que les myotubes apparaissent avec la m~me cin~tique que celle que I'on peut observer pour la dfff~renciation d'une culture non infect~e. De plus I'ana- lyse biochimique des myoblastes trans- form,s a montr~ qu'b 36 ° aucune des pro- t~ines sp~cifiques du muscle n'~tait syn- th~tis~e.

Nous avons poursuivi ces exp6riences plus avant et montrd qu'~ 36 ° il n'existe pas de RNA messager codant pour les protdines sp~cifiques du tissu musculaire. Ces RNA messagers n "apparaissent qu'apr6s transfert des cellules ~ 41 ° en m~me temps que se forment les myo- tubes [35-37].

A insi donc, ~ la suite de la transforma- tion des cellules musculaires par le virus du sarcome de Rous, i l y a non seulement inhibition de la formation des myotubes, mais encore inhibition de I'expression du programme de diff~renciation. Les myo- blastes transform~s sont donc semblables

des myoblastes non diff~renci~s.

II est intdressant de noter que nous avons 6galement montr~ qu' i l y a exclu- sion complbte entre le ph6notype trans- form~ et le ph6notype diff~renci~. A insi si on laisse les myoblastes transform~s se diff~rencier par passage ~ 41°, un retour

36 ° ne s'accompagne d'aucune r~appa- rit ion du ph~notype transform~ ni m~me d'aucune reprise de synth6se de DNA dans les noyaux des myotubes [36]. Ce genre d'exp~rience sugg6re donc qu' i l n'est pas possible de faire se dddiff~ren- cier une fibre musculaire.

Chondroblastes.

Les m~mes virus que pr6c6demment ont ~t6 utilisds pour transformer des chon- droblastes embryonnaires. Ces cellules ont une morphologie tr6s caract~ristique et synth~tisent essentiellement deux mar- queurs : des prot~oglycans de type IV et des chatnes de collag&ne de type II. A la

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suite de/ ' infect ion par un mutant thermo- sensible de RSV on observe une modifica- tion de la morphologie des cellules. Paral- I~lement on constate que les cellules transformdes synthdtisent maintenant des prot~oglycans de moindre densit~ que les prot&oglycans de type IV.

Si on transfert les cellules ~ 41 °, elles reprennent une morphologie normale et synth~tisent les prot~oglycans de type IV [9, 33, 34].

A insi donc, comme dans le cas des myoblastes, les chondroblastes transfor- mds semblent ~tre identiques ~ des chon- droblastes non diffdrenci~s. Toutefois, la difference des premiers, i l est possible de r~induire un phdnotype transform~ chez les chondroblastes diff~renci~s. En effet, si apr~s passage ~ 41" on revient 36 °, on observe une rdapparition des cel- lules phdnotFpiquement transform~es synthdtisant les protdoglycans Idgers [9].

Mdlanoblastes.

Ici encore les m~mes virus ont dtd uti- lis~s pour transformer des m~lanoblastes r&tiniens. A la suite de r infect ion ~ 36 ° on note un arr~t de la synth~se de m~la- nine, une ddgradation des m~lanosomes et un relarguage de m~lanine dans le mi- lieu de culture.

A la suite d'un transfert ~ 41 °, les cel- lules transform~es r~acqui~rent une mor- phologie normale et synth~tisent de la m~lanine.

II semble que dans ce syst~me, comme dans le cas des myoblastes, I'dtat diffd- renci~ ne soit pas r~versible [2] .

Cellules de neuror~tine.

Ce syst&me, qui fut un des premiers ~tre ~tudi~s [8] , n'a pour/ ' instant gu~re apport~ de renseignements concernant l 'effet du virus sur rexpression du pro- gramme de diff~renciation.

II a par contre ~t~ montr~ que les virus sarcomatog~nes induisent la multiplica- tion de ces cellules et gr&ce ~ I'util isation de ce test, Caiothy et son groupe ont pu isoler un mutant du RSV incapable de transformer morphologiquement les cel- lules de neuror~tine, mais tou}ours ca- pable de provoquer leur multiplication [38]. Ce mutant pr~sente donc une dis- sociation du pouvoir transformant et de I'activit~ mitog~ne des virus oncog~nes.

Cas des virus leuc~mog~nes d~fectifs.

La capacit~ oncog&ne de ces virus a tout d'abord ~t~ ~tudi~e chez I'animal et, ainsi que ]e le mentionnais au d~but de cette revue, i l est clair que chacun pos- s~de une sp~cificitd tr~s stricte quant aux ceflules qu' i l peut transformer. En ce qui concerne les ~tudes rdalis6es in vitro un consensus g~n~ral semble se d~gager qui indique que chaque type de ces virus leu- c~mog&nes transforme un seul type cel- lulaire et dans ces cellules interfere avec le programme de diff~renciation.

L'~tude de ces virus a ~t~ essentielle- ment r~alis~e par infection des cellules de la moelle osseuse et caract~risation des cellules transform~es.

En ce qui concerne I'AEV, les cellules transform~es pr~sentent toutes les carac- t~ristiques d'~rythroblastes avec toute- lois des degr~s variables dans I'expres- sion des caract~res diff~renci~s. Cette variabilit~ allant de I'absence complete de synth~se d'h~moglobine et m~me de globine [39] }usqu'& une synth~se quasi- normale d'h~moglobine [40] en passant par une situation dans laquelle il n'y a pas synth&se d'h~mogiobine mais une syn- th~se de globine [41 ]. L'interpr~tation la plus vraisemblable de ce r~sultat est que I'AEV pourrait infecter les cellules cibles

diff~rents stades de diff~renciation et bloquer route ~volution dans I'expression du programme diff~renci~.

En ce qui concerne les virus de type MC29, les cellules transform~es pr~sen- tent les caract~fistiques de macrophages aiors qu'avec les virus de type AMV ce sont des cellules my~loTdes ~ un stade pr~coce de diff~renciation [32, 42].

Conclusion.

En conclusion, i l semble donc que quel que soit le virus, sarcomatog~ne ou leuc~- mog~ne, et quel que soit le syst~me cellu- laire employS, la transformation virale s'accompagne d'un blocage de i'expres- sion du programme de diff~renciation.

II y a toutefois une difference essen- tielle entre les 2 types de virus onco- g~nes. En effet, en ce qui concerne les virus sarcomatog~nes il n'est pas inter- dit de penser que le blocage de I'expres- sion des fonctions sp~cifiques n'est pas un effet sp~cifique du produit du g~ne src

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mais un effet secondaire de ce produit agissant comme un facteu[ de croissance.

Par contre dans le cas des virus leuc~- mog~nes, i l pourrait s'agir d'un effet sp~- cifique des produits des sdquences onc au cours de la diff~renciation des cel/ules ~rythroTdes et my~loTdes [ 40 ] .

Marc F ISZMAN.

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F E B S a d v a n c e d c o u r s e s

N ° 59. <~ Bioenergetics and Transport at Mitochondrial and Cellular Levels )~.

Warsaw, Poland 15-29 June 1980.

The course, organized by the Nencki Institute of Experimental Biology and co- sponsored by the Polish Biochemical Society, wi l l consist of lectures and expe- rimental work. The lectures wi l l include the fol lowing topics : structure of mito- chondria, structure and function of the respiratory chain, concepts of energy cou- pling, mitochondrial A TPase, transport of ions and metabolites across mitochon- drial membranes, regulation of glycolysis, fatty acid oxidation and citric acid cycle, mechanism and regulation of glucose and urea synthesis, The experiments wi l l con- cern isolation of mitochondria and sub- mitochondrial fragments, measurements of respiration and ATP synthesis, trans- port of cations, phosphate, carboxy/ic acids and adenine nucleotides, metabolic studies using isolated hepatocytes.

Lecturers wi l l include : S. A ngielski, A. Azzi, S. G. van den Bergh, E. Carafo/i, J. B. Chappell, L. Ernster, A. Fonyo, D. G, Nicholls, F. Palmieri, J. M. Tager, P, V. Vignais, A. B. Wo]tczak, L. Wojtczak, J. Zborowski. Places wi l l be available for 30 students. Course fee : 1 500 z/ (US$ 50) ; board and accommodation : not more than 5 000 zl (US$ 170).

Further information and application forms ( to be returned' by 15 January 1980) : Professor L, Woitczak, Nencki Institute of Experimental Biology, Pasteu- ra 3, 02-093 Warsaw, Poland.

N ° 67. <~ Peptide Hormone Receptors )>.

Galway, I re land, 15-26 September 1980.

The Course, organized by P. F. Fottrel/ and D. R. Headon, alines to provide an

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TJL

opportunity to examine crit ically current concepts and experimental relevance of peptide hormone receptor studies, with emphasis on an understanding of many basic physiological processes and certain disease states. It wi l l consist of lectures, tutorials and workshops during the first week for 70 participants, and lectures and practical sessions during the second week for 24 participants. Registration fees wil l not exceed IR £ 50 for two weeks or IR £ 30 for one. Application forms (to be returned by 1 May 1980) and further info : FEBS Course No. 67, The Secretary, Dept. of Biochemistry, University College Galway, Galway, Ireland.

Tenth Linderstrom- Lang conference

sponsored by the Nordic Committee of Biochemistry on

Conjugation reactions in drug and carcinogen metabolism

will be held in

Stockholm, Sweden

June 22-25, 1980

Program :

The conference includes sessions on 1) endoplasmic reticulum membranes and

the cytochrome P-450 system ; 2) epoxide hydratase ; 3) glucuronosylation ; 4) con- jugation with suffate ; 5) conjugation with glutathione ; and 6) studies on conjuga- tion reactions in integrated systems.

The sessions wil l include lectures and poster communications. The fol lowing speakers have been invited :

A. Ait io (Finland), I. M. Arias (USA), J. R. Bend (USA), K. W. Bock (GFR), B. Burchell (UK), L. F. Chasseaud (UK), M. J. Coon (USA), G. Dallner (Sweden), J. W. DePierre (Sweden), G. J. Dutton (UK), E. Dybing (Norway), L. Ernster (Sweden), R. W. Estabrook (USA), I. C. Gunsalus (USA), B. D. Hammock (USA), O. Hanninen (Finland), W. B. Jakoby (USA), B. Ketterer (UK), W. Levin (USA), B. Mannervik (Sweden), P.

Mold~us (Sweden), G. J. Mulder (The Netherlands), F. Oesch (GFR), S. Orrenius (Sweden), G. M. Powell (UK), R. Sato (Japan), H. Sies (GFR), S. S. Thorgeirsson (USA), V. U/lrich (GFR), and G. J. Wishart (UK).

Location :

The conference wil l take place at Sko- kloster, 45 km north of Stockholm. The total number of participants is l imited to about 100.

Registration :

The registration fee including accom- modation and board wi l l be approximately 1000 Swedish crowns.

The deadline for application is March 1, 1980.

Further information and application forms can be obtained from :

Dr. Bengt Mannervik Department of Biochemistry Arrhenius Laboratory University of Stockholm S- 106 91 Stockholm, Sweden.

Organizing committee : G. Dallner, J. W. DePierre, L. Ernster, B. Mannervik, P. Molddus, K. Nordenbrand, S. Orrenius.

Swiss Union of the Societies for Experimental Biology

12th Annual Meeting

Basel, Switzerland, 13-14 March 1980 Genera/ subject : Biological Mem-

branes. Symposia on : Molecular orga- nisation and dynamics of membranes ; Drugs and membranes ; Synaptic mecha- nisms and physiology of excitable mem- branes ; Morphogenesis of membranes ; Membrane-receptor mediated effects on intracellular events ; Eucaryotic gene organisation ; Virology ; Control of car- diovascular functions ; Pharmacology and toxicology. Poster communications. Regis- tration deadline : 1 February 1980. Info : USGEB-TA GUNG Vesalianum, Bioche- misches Institut, Vesalgasse 1, 4051 Ba- sel, Switzerland.

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