Etude de la protéine EBNA2 du virus Epstein-Barr et ses interactions avec les facteurs de la cellule hôte

par Eva-Maria Geenen

Thèse de doctorat en Biologie strucurale et nanobiologie

Sous la direction de Darren Hart.

Soutenue le 17-12-2013

à Grenoble , dans le cadre de École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble) , en partenariat avec European Molecular Biology Laboratory. Grenoble (laboratoire) .

Le président du jury était Wim Burmeister.

Le jury était composé de François Penin, Imre Berger.

Les rapporteurs étaient Peter Tompa, Paul Farrell.


  • Résumé

    Il a récemment été rapporté que l'interaction physiologique entre la protéine nucléaire SMRT et le facteur de transcription cellulaire STAT3 pouvait être rompue par la protéine EBNA2 du virus Epstein-Barr (EBV). La liaison de SMRT à STAT3 diminue son activité de transcription. EBNA2 libère SMRT de ce complexe augmentant ainsi la transcription des gènes régulés par STAT3. STAT3 régule de nombreux effets immunodépresseurs mais aussi anti-prolifératifs et anti-apoptotiques dans l'organisme hôte, et pourrait jouer un rôle important dans la stratégie de survie du virus Epstein-Barr. EBNA2 et STAT3 sont tous deux intrinsèquement désordonnés (IDPs) comme un tiers de toutes les protéines eucaryotes et 70% des protéines associées aux cancers. Toutefois, malgré leur abondance, notre compréhension de leurs fonctions reste limitée notamment à cause de la difficulté à les produire en quantités suffisantes pour réaliser des études structurales et biophysiques. Afin de surmonter cette difficulté, la technologie ESPRIT a été utilisée pour générer des fragments de SMRT et EBNA2 solubles et stables. Ces fragments se répartissaient sur une grande partie des gènes d'EBNA2 et SMRT pour lesquels les protéines exprimées étaient de tailles compatibles avec des expériences de RMN. Ceci a permis de réaliser des études d'interaction avec STAT3. Les deux protéines étant majoritairement intrinsèquement désordonnées, toutes les données d'interaction ont été analysées pour EBNA2 et SMRT avec une attention particulière sur les propriétés de protéines désordonnées. Des fragments des deux protéines, EBNA2 et SMRT, ont été soumis à des tests d'interaction avec le dimère de STAT3 en utilisant des méthodes biophysiques variées. Ainsi la cinétique de liaison et la séquence d'acides aminés impliqués dans l'interaction ont pu être déterminées. Etant donné son importance biologique et son interaction de haute affinité, l'accent a été porté sur l'interaction EBNA2-SMRT. Ainsi des résultats préliminaires provenant d'investigations en cellules de mammifères ont pu être obtenus. En outre l'interaction entre EBNA2 et d'autres protéines cellulaires a été brièvement étudiée. Les résultats obtenus ont pour objectif d'améliorer notre compréhension de la stratégie avec laquelle EBV parvient, avec succès, à persister toute une vie dans l'organisme hôte.

  • Titre traduit

    Epstein Barr virus EBNA2 : interactions of intrinsically disordered proteins with host cell factors.


  • Résumé

    It was recently reported that the physiological interaction between the nuclear protein SMRT and the cellular transcription factor STAT3 could be disrupted by the Epstein-Barr-virus protein EBNA2. Binding of SMRT to STAT3 decreases its transcriptional activity. EBNA2 releases SMRT from this complex and therefore enhances the transcription of both host and viral STAT3 regulated genes. STAT3 regulates several immunosuppressive as well as pro-proliferative and anti-apoptotic effects in the host organism and so may have importance for the viral survival strategy of Epstein-Barr-virus. Both EBNA2 and SMRT are intrinsically disordered proteins (IDPs) in common with about one third of all eukaryotic proteins and 70% of cancer-related. Despite their abundance, our understanding of how they function is limited, in part due to difficulties in production of stable samples in the large quantities necessary for structural and biophysical studies. The EPRIT technology was used to overcome these problems and generate well-behaving and -expressing EBNA2 and SMRT fragments. These fragments covered large parts of the EBNA2 and SMRT genes and were in a suitable size for NMR experiments. This enabled interaction studies of these proteins with STAT3. As both proteins are mainly intrinsically disordered all interaction data were analysed with attention to the disordered properties of both proteins. In order to complement the interaction data all fragments used for the interaction studies were as well characterized as IDPs using biochemical and biophysical methods. Fragments of both proteins, EBNA2 and SMRT together with the STAT3 dimer were subjected to binding analysis using various biophysical methods. The kinetics of the binding could be determined and the binding regions could be narrowed down to the amino acid level. Because of its biological significance and higher affinity interaction the EBNA2-STAT3 part was prioritized and first preliminary results investigating the interaction in mammalian cells could be obtained. Also, the interaction between EBNA2 and other cellular proteins was studied briefly. The obtained results aim to improve our understanding of how EBV succeeds to persist lifelong in the host organism.


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