Caractérisation d'un interactome virus-hôte : l'exemple du virus du Chikungunya

Characterization of a virus host interactome : the example of Chikungunya virus

• Auteur / Autrice : Mehdi Bouraï
• Direction : Frédéric Tangy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie et virologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines virales non structurales

Cartographie d'interactions entre protéines

Interactions hôte-pathogène

Infections à alphavirus

Virus du chikungunya

Résumé

Récemment, la levée de nombreux verrous technologiques a permis le développement de la « génomique fonctionnelle », désignant l'approche systémique appliquée à la biologie moléculaire et cellulaire. Les virus, parasites intracellulaires obligatoires, interagissent avec de nombreux composants de la cellule afin de se répliquer. Mieux définir les interactions entre les protéines virales et cellulaires permet de mieux comprendre le cycle de réplication et la pathogenèse virale, et ouvre la voie à de nouvelles approches thérapeutiques innovantes. Au cours de mon travail de thèse, j'ai cherché à définir la carte d'interaction, ou interactome, du virus du chikungunya (CHIKV), virus dont les interactions avec la cellule à l'échelle moléculaire restent encore mal connues. J'ai pour cela utilisé des approches par double-hybride à haut débit en levure (HT-Y2H) et de validations en cellules de mammifère (notamment la technique de protein complémentation assay ou PCA). Nous avons criblé toutes les protéines matures du CHIKV contre 3 banques différentes d'ADNc humains, et une banque normalisée de 12. 000 ORFs (open reading frame) humaines entières. Nous avons ainsi mis en évidence 22 interactions dont la plupart impliquent la protéine non structurale 2 (nsP2) du CHIKV. Parmi les interacteurs cellulaires mis en évidence, nous avons pu montrer le rôle important joué par hnRNP-K (heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K) et l'ubiquiline 4 dans la réplication du virus in vitro. Par ailleurs, nous avons démontré l'implication de la protéine TTC7B (tétratricopeptide 7B) dans l'activité d'inhibition transcriptionnelle induite par la protéine nsP2 du CHIKV. Les techniques utilisées au laboratoire m'ont également permis de participer à la caractérisation de trois interactions virus-hôte identifiées par un autre étudiant en thèse du laboratoire et jouant un rôle dans la réplication du virus de la rougeole (VR) et du virus parainfluenza humain (hPIV3). J'ai notamment pu cartographier avec précision des domaines peptidiques impliqués dans ces interactions, grâce à une technique adaptée du Y2H. Ce travail m'a donc permis d'appréhender les techniques actuelles permettant de définir les interactomes virus-hôte, et de proposer ainsi une carte d'interactions virus-hôte pour le CHIKV, mais aussi d'apporter des éléments de réponses quant aux mécanismes viraux impliquées dans le cycle réplicatif et la pathogenèse de ce virus.

The lifting of many technological barriers in recent years has allowed the development of « functional genomics », an innovative systemic approach to molecular and cell biology. Viruses, being intracellular parasites, interact with several components of the cell to replicate. Thus, defining and improving our knowledge of the interactions between viral and cellular proteins ensures a better understanding of the viral replication cycle and pathogenesis and opens the pathway to new therapeutic approaches. In my thesis, I defined the interaction map, or interactome, of the chikungunya virus (CHIKV), a virus whose interactions with the cell at the molecular level have been poorly understood. For this, I performed high throughput two-hybrid approaches in yeast (HT-Y2H) and validations in mammalian cells (including protein complementation assay technique or PCA). We screened all the CHIKV mature proteins across three different human cDNA libraries and a normalized 12,000 human full-length open reading frames (ORF) library. We identified 22 interactions, the majority of which involve non-structural protein 2 (nsP2) of CHIKV. Among the identified cellular interactors, we showed the important role of hnRNP-K (heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K) and ubiquilin 4 in virus replication in vitro. Furthermore, we demonstrated the involvement of the TTC7B protein (tétratricopeptide 7B) in the transcriptional inhibition activity induced by the nsP2 protein of CHIKV. Such techniques conducted in the laboratory also allowed me to participate in thé charaterization of three virus-host interactions identified by a fellow PhD student and contribute to researching the replication of measles virus (MV) and type 3 human parainfluenza virus (hPIV3). In particular, I was able to accurately map the peptide domains involved in these interactions, using a technique adapted from Y2H. This work has allowed me to not only understand the current techniques for defining virus-host interactomes and consequently produce a map of virus-host interactions for CHIKV, but also to shed some light on the viral mechanisms involved in the replication cycle and the pathogenesis of this virus.