Caractérisation structurale des interactions moléculaires au sein du complexe de réplication du virus de la vaccine

Structural caracterisation of molecular interactions in vaccinia virus replication complex

• Auteur / Autrice : Céleste Sele
• Direction : Wim Burmeister, Nicolas Tarbouriech
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance le 13/12/2011
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : The Unit for virus host cell interactions (Grenoble ; 2007-2016)
• Jury : Président / Présidente : Daniel Garin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Wim Burmeister, Nicolas Tarbouriech, Christophe Peyrefitte, Frederic Iseni
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Robert Drillien, Julien Lescar

Mots clés

Mots clés libres

VACV

VARV

Complexe de réplication

Bioterrorisme

SAXS

Modèle structural

VACV

VARV

Replication complex

Bioterrorism

SAXS

Structural model

Résumé

Le virus de la vaccine (VACV) est un grand virus à ADN, modèle du genre orthopoxvirus, et partage plus de 97% d'identité de séquence avec le virus de la variole (VARV), un pathogène humain majeur éradiqué en 1977 grâce au programme de vaccination mondial avec le VACV. Celle-ci ayant été stoppée dans les années 80, un pourcentage significatif de la population mondiale est aujourd'hui considérée comme immunologiquement naïf vis à vis du virus de la variole, ce qui fait de lui un agent bioterroriste potentiel. De plus, la vaccination implique un grand nombre de complications, particulièrement graves chez les personnes immunodéprimées ; et les antiviraux disponibles sont peu développés, ce qui souligne le besoin de nouvelles molécules. Le complexe de réplication apparait comme étant une cible privilégiée, de par son importance dans le cycle viral mais aussi par sa localisation cytoplasmique qui le rend plus accessible aux molécules antivirales. Nous nous sommes intéressés à 4 protéines essentielles de ce complexe : l'ADN polymérase E9, le facteur de processivité composé de la protéine A20 et de l'uracile ADN glycosylase D4 et l'hélicase-primase D5. Nous avons pu exprimer ces protéines de manière recombinante, seules ou en complexe ainsi que les caractériser biochimiquement et biophysiquement. Nous avons finalement abouti à une reconstruction strcuturale du complexe A20D4E9 à basse résolution grâce à la technique de SAXS, ce qui nous a permis de proposer le premier modèle structural de la fourche de réplication du virus de la vaccine.

Vaccinia virus (VACV) is a large DNA virus, prototypic virus of the orthopoxvirus genus, and shows over 97% amino acid sequence identity with the variola virus (VARV), a major human pathogene eradicated in 1977 thanks to the universal vaccination program with VACV. As this vaccination was halted in the 1980s, a significant percentage of the world population is now immunologically naïve, which makes the VARV a potent bioterrorist agent. Vaccination against smallpox may result in a variety of complications, particularly in immunologically depressed patients, and the available antiviral therapeutics are rare, which enhance the need of new molecules. The replication complex appears as an ideal target because of its importance in the viral cycle and its cytoplasmic localization, more accessible for the molecules. We have focused our study on 4 essential proteins of this complex: the DNA polymerase E9, the processivity factor composed by the A20 protein and the uracil DNA glycosylase D4 and the helicase-primase D5. We could express these recombinant proteins, alone and in complex, and characterize them biochemically and biophysically. Using the SAXS technic, we finally reached a low resolution model of the A20D4E9 complex which allow us to propose the first structural model of the vaccinia virus replication fork.