Soutenance de thèse de Alejandro VILLALTA CASARES

Depuis leur découverte, en 2003, les virus géants ont révélé des surprises, telles que la taille de leurs capsides (>0.5 µm), la complexité de leurs génomes (600 kb-2.5 Mb) - comparables à certains organismes cellulaires - ou encore le fait que la plupart de leurs gènes (>60%) soient des ORFans. Cette liste continue de s’allonger, notamment en raison d’analyses transcriptomique et protéomique qui ont révélé qu’un gène non prédit était l’un des plus transcrits lors de la phase tardive du cycle infectieux et codait pour une petite protéine (GG), conservée chez les Megavirinae. De séquence atypique (~6 kDa, ~15% Cys, ~40% Gly, ~20% aromatiques), cette protéine coordonne un centre Fe-S atypique et fait partie des plus abondantes dans la capside virale. La fonction de cette protéine reste inconnue. Nous avons utilisé un large panel de techniques (spectroscopies UV-Vis, RPE et Mössbauer, mutagénèse dirigée, ME, RMN et études in vivo) afin d’élucider la structure et la fonction de ce qui est devenu une nouvelle famille de protéines (GG-FeS). Nous avons ainsi pu montrer qu’elle présente deux types de centres Fe-S, dont un 2Fe-2S classique et un 3Fe-4S linéaire atypique. Nous avons également révélé la capacité de GG-FeS à s’organiser en larges oligomères (~20 nm), de gélifier ou même d’interagir avec les membrane d’A. castellanii. En parallèle, nous avons pu extraire des particules de Mimivirus, des structures fibrillaires de ~30 nm de diamètre et de plusieurs micromètres de long, qui se sont révélées être un complexe nucléoprotéique contenant l’ADN génomique du virus. Des analyses de Cryo-EM nous ont permis de résoudre la structure de différents états de compaction de cette fibre, révélant une structure inattendue à 5-démarrages, capable d’accommoder le génome viral et évoquant les structures de certains virus filamenteux d’archée. Etonnamment, l’élément protéique composant ce complexe correspond à la protéine majeure des fibrilles décorant les capsides icosaédriques de Mimivirus et présentant un domaine N-terminal riche en cystéines.

Since their discovery, in 2003, giant viruses revealed numerous surprises, such as their capsids sizes (>0.5 µm), their genomes as large and complex (600 kb-2.5 Mb) as some cellular organisms or the fact that most of their genes (>60%) are ORFans. List that continues to grow due to the accumulation of data such as transcriptomic and proteomic analyses that revealed that an unpredicted gene was the most transcribed during the late phase of the infectious cycle and is encoding a small protein (GG), conserved in all members of the Megavirinae. It also presents an atypical sequence (~6 kDa, ~15% Cys, ~40% Gly, ~20% aromatic), is coordinating an unusual Fe-S centre and turned out to be one of the most abundant proteins in the viral capsid. Its function remains unknown. We used a large panel of techniques (UV-Vis, EPR, Mössbauer, Mutagenesis, EM, NMR or in vivo expression), in order to elucidate its structure and get some insights on the possible function of this new family of proteins (GG-FeS). This revealed the presence of two types of Fe-S clusters, a classical 2Fe-2S and an atypical linear 3Fe-4S. The protein is also able to form large oligomers (~20 nm), can jellify and interacts with the A. castellanii membranes. In parallel, we also extracted from Mimivirus particles, rod_shaped structures of ~30 nm in diameter and several µm in length, which correspond to a nucleoprotein complex containing the genomic DNA of the virus. Cryo-EM analysis allowed us to solve the structure of different states of this fibre, revealing an unexpected 5-start structure, capable of accommodating the viral genome and reminiscent of archaeal filamentous viruses. Surprisingly, the main component of this complex corresponds to the most abundant protein composing the fibrils surrounding Mimivirus capsids and presenting a N-terminal cysteine-rich domain.