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Michèle Brocard
Author with expertise in Gastrointestinal Viral Infections and Vaccines Development
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Norovirus infection results in assembly of virus-specific G3BP1 granules and evasion of eIF2α signaling.

Michèle Brocard et al.Dec 9, 2018
During viral infection, the accumulation of RNA replication intermediates or viral proteins imposes major stress on the host cell. In response, cellular stress pathways can rapidly impose defence mechanisms by shutting off the protein synthesis machinery, which viruses depend on, and triggering the accumulation of mRNAs into stress granules to limit the use of energy and nutrients. Because this threatens viral gene expression, viruses need to evade these pathways to propagate. Human norovirus is responsible for gastroenteritis outbreaks worldwide. Previously we showed that murine norovirus (MNV) regulates the activity of eukaryotic initiation factors (eIFs). Here we examined how MNV interacts with the eIF2α signaling axis controlling translation and stress granules accumulation. We show that while MNV infection represses host cell translation, it results in the assembly of virus-specific granules rather than stress granules. Further mechanistic analyses revealed that eIF2α signaling is uncoupled from translational stalling. Moreover the interaction of the RNA-binding protein G3BP1 with viral factors together with a redistribution of its cellular interacting partners could explain norovirus evasion of stress granules assembly. These results identify novel strategies by which norovirus ensure efficient replication propagation by manipulating the host stress response.
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Infectious bronchitis virus regulates cellular stress granule signaling

Matthew Brownsword et al.Oct 28, 2019
Viruses must hijack cellular translation machinery to efficiently express viral genes. In many cases, this is impeded by cellular stress responses. These stress responses swiftly relocate and repurpose translation machinery, resulting in global inhibition of translation and the aggregation of stalled 48S mRNPs into cytoplasmic foci called stress granules. This results in translational silencing of all mRNAs excluding those beneficial for the cell to resolve the specific stress. For example, expression of antiviral factors is maintained during viral infection. Here we investigated stress granule regulation by Gammacoronavirus infectious bronchitis virus (IBV), which causes the economically important poultry disease, infectious bronchitis. Interestingly, we found that IBV is able to inhibit multiple cellular stress granule signaling pathways whilst at the same time IBV replication also results in induction of seemingly canonical stress granules in a proportion of infected cells. Moreover, IBV infection uncouples translational repression and stress granule formation and both processes are independent of eIF2α phosphorylation. These results provide novel insights into how IBV modulates cellular translation and antiviral stress signaling.
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Murine Norovirus infection results in anti-inflammatory response downstream of amino acids depletion in macrophages

Michèle Brocard et al.Apr 23, 2021
Abstract Murine norovirus (MNV) infection results in a late translation shut-off, that is proposed to contribute to the attenuated and delayed innate immune response observed both in vitro and in vivo. Recently, we further demonstrated the activation of the eIF2α kinase GCN2 during MNV infection, which has been previously linked to immunomodulation and resistance to inflammatory signalling during metabolic stress. While viral infection is usually associated with activation of dsRNA binding pattern recognition receptor PKR, we hypothesised that the establishment of a metabolic stress in infected cells is a proviral event, exploited by MNV to promote replication through weakening the activation of the innate immune response. In this study, we used multi-omics approaches to characterise cellular responses during MNV replication. We demonstrate the activation of pathways related to the integrated stress response, a known driver of anti-inflammatory phenotypes in macrophages. In particular, MNV infection causes an amino acid imbalance that is associated with GCN2 and ATF2 signalling. Importantly, this reprogramming lacks the features of a typical innate immune response, with the ATF/CHOP target GDF15 contributing to the lack of antiviral responses. We propose that MNV-induced metabolic stress supports the establishment of host tolerance to viral replication and propagation. Importance During viral infection, host defences are typically characterised by the secretion of pro-inflammatory autocrine and paracrine cytokines, potentiation of the IFN response and induction of the anti-viral response via activation of JAK and Stat signalling. To avoid these and propagate viruses have evolved strategies to evade or counteract host sensing. In this study, we demonstrate that murine norovirus controls the antiviral response by activating a metabolic stress response that activates the amino acid response and impairs inflammatory signalling. This highlights novel tools in the viral countermeasures tool-kit, and demonstrates the importance of the currently poorly understood metabolic reprogramming occurring during viral infections.