Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé: Biochimie structurale

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

hélice torsadée,désordre,paramyxovirus,complexe réplicatif,

Keywords

coiled-coil,disorder,paramyxovirus,replicatve complex,

Titre de thèse

Caractérisation de domaines d'oligomérisation et régions désordonnées de phosphoprotéine de paramyxovirus
Caracterization of phosphoprotein multimerization domain and phosphoprotein disordered regions from paramyxoviruses

Date

Mardi 12 Novembre 2019 à 14:00

Adresse

Polytech Marseille - Parc scientifique et technologique de Luminy - 163 avenue de Luminy -Case 925 - 13288 Marseille Cedex 09 Amphi A Polytech

Jury

Directeur de these Mme Sonia LONGHI Aix Marseille Université - CNRS
Rapporteur M. Yves GAUDIN I2BC, CEA, CNRS, Univ. Paris-Sud, Université Paris-Saclay
Rapporteur M. Alexandre CHENAL Institut Pasteur
Examinateur Mme Marie GALLOUX INRA, Université Paris-Saclay
Examinateur Mme Brigitte GONTERO CNRS - Aix Marseille Université
Examinateur M. Denis GERLIER Inserm U1111, CNRS UMR5308, Université Claude-Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Univ Lyon

Résumé de la thèse

Les virus de la rougeole et le virus Hendra sont des pathogènes humains de la famille des paramyxovirus. Bien qu’un vaccin efficace soit disponible pour le virus de la rougeole, nous ne disposons pas à ce jour de médicaments efficaces pour lutter contre ces deux virus. Il s’agit de virus appartenant à l’ordre des Mononegavirales et possédant un génome d’ARN simple brin, non segmenté et de polarité négative. Leur génome est encapsidé par la nucléoprotéine (N) au sein d’une nucléocapside hélicoïdale qui constitue la matrice utilisée par la polymérase virale pour la transcription et la réplication. La polymérase virale consiste en un complexe entre la protéine L (qui possède les activités enzymatiques) et la phosphoprotéine (P). Cette dernière constitue un cofacteur essentiel de la polymérase dans la mesure où elle permet le recrutement de L sur la matrice nucléocapsidique (via l’interaction entre P et N d’une part, et entre P et L d’autre part). De plus, P joue le rôle de chaperon pour L étant indispensable pour maintenir cette dernière dans une forme soluble et correctement repliée. Ainsi, le complexe réplicatif composé des protéines N, P et L, assure la transcription et la réplication virale et constitue une cible de choix pour des inhibiteurs anti-viraux. La protéine P est la plateforme de recrutement principale permettant d’unir les différents éléments du complexe réplicatif en une machinerie fonctionnelle. Bien que ces fonctions soient connues, l’interaction entre les protéines P et L reste largement inexplorée. L’objectif de mon projet de thèse est d’améliorer d’une part la cartographie de l’interaction entre L et P, et d’autre part de contribuer à une meilleure description structurale de P. En combinant différentes approches impliquant d’une part des mesures biophysiques et biochimiques sur des protéines purifiées, et d’autre part des mesures fonctionnelles sur des systèmes biologiques reproduisant en système minimaliste différents processus viraux, nous sommes parvenus à identifier les différents éléments de la protéine P interagissant avec L, et à associer une fonction à ces interactions. Notamment, le module PXD combiné au domaine d’oligomérisation est indispensable pour former un complexe entre P et L. Nous avons identifié un micro-domaine en C-ter du domaine d’oligomérisation dont la présence est indispensable pour le repliement de L sous une forme active. Finalement, nous avons découvert qu’une propriété physico-chimique du domaine d’oligomérisation, corrélée à sa stabilité, est cruciale pour le fonctionnement de la machinerie de transcription et réplication virale. Par ailleurs, des mesures de biophysique sur des fragments de P nous ont permis de proposer un modèle préliminaire de la structure du domaine C-terminale de P à très basse résolution. Ces résultats représentent une étape clef dans la compréhension de la machinerie de transcription et réplication virale. La cartographie de l’interaction entre P et L suggère que ces deux protéines interagissent via différents sites, suggérant un complexe dynamique au sein duquel le domaine d’oligomérisation, jusqu’alors considéré comme un domaine relativement inerte, jouerait un rôle crucial dans la machinerie de transcription et réplication des paramyxovirus.

Thesis resume

Measles and Hendra viruses are human pathogens that belong to the paramyxovirus family. While an efficient vaccin is available for Measles virus, there are no available medecines. Those viruses belongs to the Mononegavirales order and are characterized by a single stranded non segmented and negatively polarized RNA genome. This RNA molecule is encapsidated by nucleoprotein (N) leading to a helicoidal structure called nucleocapsid. The viral polymerase consists in a complex between L and P proteins and uses the nucleocapsid as a template for transcription and replication. Known as the essential polymerase cofactor, P recruit L on the nucleocapsid. Furthermore, P assist L folding into a soluble and active conformation as a chaperon. Thus, the viral replicative complexe is a promising target for antiviral inhibitors. While P is known to be the central recruitment platform of the system, the interaction details of the P-L complex remain obscure. The ambition of my thesis project is to improve our knowledge on P interaction and dynamics. Thus, on one hand my goal is to improve the P-L interaction mapping and on the other hand to contribute to a better structural description of P. Combining bio-physical and functional virology approaches, we identified P modules involved in the P-L complex assembly. PXD is an essential P module for interaction as well as the P oligomeric state. the oligomerisation domain C-terminal part is essential for P chaperon function and crucial to drive L to an active conformation. Finally, physico-chemical properties that correlate the oligomerisation domain stability is essential for transcription and replication processes. Moreover, based on biophysical measurements on P truncated variants, we propose a preliminary model of P C-terminal domain at very low resolution. Those results are a step forward in narrowing down the replicative complex mechanistic. P mapping suggest that P and L interact together via different sites, suggesting this complex is rather dynamic. Especially, the oligomerisation domain so far considered as an inert part of P, plays a crucial role in the replicative machinery.