Réplication des éléments extrachromosomales des Archées hypermophiles

Replication of extrachromosomal elements of hyperthermophilic archaea

• Auteur / Autrice : Mery Pina
• Direction : David Prangishvili
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Archéobactéries

Génome

Virus -- Reproduction (biologie)

Résumé

La réplication des éléments extrachromosomales des Crenarchaeota est un sujet qui reste inconnu. Plus de 96% des ORFs virales n’ont pas des homologues dans des basses des données publiques et donc leurs fonctions ne peuvent pas être prédites par similarité de séquences. L’objectif de cet étude a été de comprendre les mécanismes de réplication des éléments extrachromosomales chez les Crenarchaea dans l’exemple du génome linaire du virus filamenteux d’Acidianus 1 (AFV1) qu’infecte Acidianus hospitalis, et celle du plasmide pRN1 de Sulfolobus islandicus. En utilisant l’analyse in silico de la séquence génétique, l’électrophorèse en deux dimensions des gel d’agarose (2DAGE) et la microscopie électronique en champ noir on postule que le mécanisme de réplication du AFV1 c’est un mécanisme dépendante de la recombinassions. On a trouvé une protéine terminal attache aux extrémités 5’ du génome viral. La formation des structures tertiaires sont favorises par l’interaction de cette protéine avec des régions internes du génome. La technique de 2DAGE a été utilisée pour étudier les caractéristiques des intermédiaires de réplication du plasmide pRN1. La présence des intermédiaires du même taille, mais différent structure secondaire support l’hypothèse d’un boucle stem à l’intérieur du réplicon minimal du plasmide. L’origine de réplication par 2DAGE se trouve au même site. La caractérisation biochimique de la protéine AFV1-ORF157 est incluse aussi dans cet manuscrit. Une activité de nucléase en ADN double brin est prouvée d’être présent dans l’ORF-157. Cette propriété a inspiré l’hypothèse que cette protéine peut être implique dans la maturation du génome avant son encapsidation.

Replication of extrachromosomal elements of the Crenarchaeota remains to be poorly understood. More than 96% of viral ORFs do not have homologs in public databases, and thus their functions cannot be predicted based on sequence similarity. The aim of the present study was to understand the mechanisms of replication of extrachromosomal elements in Crenarchaeota in the frame of the genome of the Acidianus filamentous virus 1 (AFV1) of Acidianus hospitalis, and of the plasmid pRN1 of Sulfolobus islandicus. By applying in silico genome sequence analysis, two dimensional agarose gel electrophoresis (2DAGE) and dark field electron microscopy we postulated that the replication mechanism exploited by AFV1 is recombination-dependent replication. A terminal protein was found to be strongly attached to the 5’- ends of the encapsidated viral genome. Tertiary structures were promoted by the interaction of this protein with internal regions of the genome. Characterization of the replicative intermediates of pRN1 was performed using 2DAGE. The existence of intermediates of the same size, but different secondary structure supported the hypothesis of a stem-loop that was experimentally found to be inside the minimal replicon of the plasmid. A replication origin was found in the 2DAGE at this same site. The biochemical characterization of AFV1-ORF157 is also included in this dissertation. A nuclease activity on linear double-stranded DNA was shown to be present in ORF-157, giving rise to the hypothesis that this protein might be involved in edition of mature genomes for encapsidation.