Soutenance de thèse de Sergio BARATA GARCíA

Les Bunyavirales est un ordre très vaste de virus segmentés à brin négatif (SNSV). Les bunyavirus sont transmis à l'hôte humain par des arthropodes et des rongeurs, et l'infection entraîne une maladie grave caractérisée par des fièvres hémorragiques et des encéphalites. Nous nous concentrons ici sur les prototypes du virus Hantaan (HTNV) et du virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (CCHFV) ont augmenté leur distribution géographique et, par conséquent, l'incidence de la maladie humaine. Afin de comprendre le mécanisme de l'infection et de mettre au point des médicaments efficaces, nous nous sommes concentrés sur deux étapes critiques du cycle viral : la réplication de novo et la transcription de la capside, qui sont réalisées par la protéine virale multifonctionnelle L codée par le génome. Nous étudiâmes les interactions entre la protéine L et l'ARN génomique et les conditions nécessaires aux activités de réplication et de transcription des polymérases L du HTNV et du CCHFV. Nous caractérisâmes la liaison et l'affinité spécifiques des protéines L aux extrémités génomiques 3' et 5' de l'ARN. Pour le virus Hantaan (HTNV), les essais de réplication révèlent la préférence pour l'amorce dinucléotidique de réplication aux positions internes de la matrice. De plus, nous déterminâmes la longueur optimale de l'ARNm Cap-Host pour l'activité de transcription et un mécanisme spécifique d'inhibition de la transcription. Pour le virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (CCHFV), nous obtînmes une première image de classification 2D par coloration négative. Malgré ces résultats, le mécanisme enzymatique de la protéine L reste peu clair. Nous caractérisâmes aussi une activité de Terminal Nucleotidyltransferase (TNT) avec un ensemble de polymérases de bunyavirus. Cette activité pourrait être liée au maintien de l'intégrité du génome ou à la réduction de la réponse à l'interféron. Ces interactions ARN-protéines et ces études sur les polymérases serviront de base à des études structurelles pour comprendre le mécanisme moléculaire de ces réactions. Ceci sera crucial pour le développement de médicaments antiviraux efficaces.

Bunyavirales is the largest order of segmented negative-strand RNA viruses (sNSV). Bunyaviruses are transmitted to the human host by Arthropods or rodents, and infection by highly pathogenic species can cause severe diseases resulting in haemorrhagic fever and encephalitis. Here we focus on the pathogenic prototypes Hantaan virus (HTNV) and Crimean-Congo Haemorrhagic fever virus (CCHFV) which have increased their geographical distribution and, consequently, the incidence of human disease. In order to understand the mechanism of infection and develop effective drugs, we focused on two critical steps of the viral cycle: de novo replication and cap-snatching transcription, which are carried out by the genome encoded multifunctional viral L protein. To delve into the molecular mechanisms of the L polymerase, we investigated (i) the interactions between the L protein and the genomic RNA and (ii) the replication and transcription activity requirements of full-length HTNV and CCHFV L polymerases. We characterized the specific binding and affinity of the L proteins to 3´ and 5´ RNA genomic ends. For Hantaan virus (HTNV) L protein, the replication assays reveal a preference for dinucleotide priming replication at internal positions of the template. Furthermore, we determined the optimal Cap-Host mRNA length for transcriptional activity and a specific transcription inhibition mechanism. For Crimean-Congo hemorrhagic fever virus (CCHFV) L polymerase, we obtained initial 2D class averages of the structure by negative staining. However, the enzymatic mechanism of the L protein remains unclear. In addition, we characterized a Terminal Nucleotidyl Transferase (TNT) activity with a set of bunyaviral polymerases. This activity could be related to maintaining genome integrity or reducing interferon response by microRNA decay. These RNA-protein interactions and polymerase studies will provide the basis for structural studies to understand the molecular mechanism underlying these reactions. This will be crucial for developing effective antiviral drugs.