Analyse fonctionnelle d’une symbiose mutualiste : mécanismes de production du polydnavirus associé au parasitoïde ichneumonide Hyposoter didymator

Functional analysis of a mutualistic symbiosis : mechanisms involved in the production of the polydnavirus associated with the parasitoid Hyposoter didymator

• Auteur / Autrice : Ange Lorenzi
• Direction : Anne-Nathalie Volkoff
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanismes des Interactions parasitaires pathogènes et symbiotiques
• Date : Soutenance le 16/12/2019
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Diversité, génomes et interactions microorganismes-insectes (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Marylène Poirié
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne-Nathalie Volkoff, Marylène Poirié, Jean-Michel Drezen, Jean-Michel Escoubas
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marylène Poirié, Jean-Michel Drezen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Symbiose

Insectes parasitoïdes

ARN interférence

Relations hôte-virus

Parasitisme

Mots clés libres

Parasitoïde

Polydnavirus

Virus endogène

Symbiose

Machinerie virale

ARN interférence

Parasitoid

Polydnavirus

Endogenous virus

Symbiosis

Viral machinery

RNA interference

Résumé

Les PDVs sont des virus à ADN associés à des dizaines de milliers d'espèces d'hyménoptères parasitoïdes. Ils sont divisés en deux taxa, les Bracovirus (BVs) et les Ichnovirus (IVs) associés respectivement aux sous-familles des Braconidae et Ichneumonidae. Les PDVs sont produits dans un tissu spécialisé du tractus génital (le calyx) de la femelle parasitoïde. Ils sont ensuite injectés lors de la ponte dans une chenille hôte, altérant les fonctions physiologiques et assurant un environnement favorable au développement de la progéniture du parasitoïde. Le génome des PDVs est intégré au génome des guêpes et est constitué de deux composants fonctionnels, avec d'une part des séquences impliquées dans la virulence chez l'hôte qui sont les seules à être encapsidées, et d'autre part des régions portant des clusters de gènes responsables de la production des particules virales. Ces gènes organisés en clusters arborent des caractéristiques de gènes viraux et sont exprimés spécifiquement dans le tissu réplicatif, le calyx. Ils dérivent de l’ancêtre viral des IVs actuels, mais ne présentent aucune homologie de séquence avec des gènes viraux connus ; en conséquence, la nature du virus ancêtre et la fonction des gènes qui en proviennent restent inconnues.Les régions portant ces groupes de gènes ont été nommées "Ichnovirus Structural Protein Encoding Regions (IVSPERs)". Cette thèse s'inscrit dans une démarche fondamentale visant à étudier la fonction des gènes IVSPERs afin de confirmer leur implication dans la production des particules virales d’IVs et de vérifier s’ils ont conservé ou non une fonction similaire à celle de leur ancêtre viral. Le modèle étudié a été celui de l'Ichnovirus associé à la guêpe parasitoïde Hyposoter didymator (HdIV).Pour répondre à la question de la fonction des gènes IVSPERs au cours de la production de HdIV, nous avons eu recours à la technologie de l'ARN interférence (ARNi) couplée à des approches de microscopie électronique. Nos travaux nous ont ainsi permis d’identifier des gènes IVSPERs impliqués dans différentes étapes clés du cycle de réplication des IVs. D’une part, nous avons mis en lumière au moins 6 protéines structurales intervenant dans l'assemblage et le trafic des particules virales dans les cellules du calyx. D’autre part, nous avons identifié un set de gènes IVSPERs qui jouent sur les niveaux de transcription des autres gènes viraux et qui pourraient vraisemblablement être impliqués dans la machinerie réplicative des IVs.L’ensemble des résultats obtenus ont permis de montrer l'efficacité de la technique de l'ARNi dans le but d'étudier la fonction des gènes viraux associés à ces guêpes parasitoïdes. D'autre part, les résultats présentés dans cette thèse constitue la première validation fonctionnelle de gènes impliqués dans la morphogénèse des IVs, mettant en évidence que ces protéines ont des fonctions similaires à celles de protéines virales "classiques", attestant de l'origine virale plus que probable des gènes contenus dans les clusters IVSPERs.

PDVs are DNA viruses associated with tens of thousands of parasitoid hymenopteran species. They are divided into two taxa, the Bracoviruses (BVs) and the Ichnoviruses (IVs) associated respectively with the subfamilies of Braconidae and Ichneumonidae. PDVs are produced in a specialized tissue of the genital tract (calyx) of the female parasitoid. They are then injected during oviposition in a host caterpillar, altering its physiological functions and ensuring a favorable environment for the development of parasitoid offspring. The PDV genome is integrated into the genome of the wasps and consists of two functional components: firstly, sequences involved in virulence in the host that are the only ones to be packaged, and secondly regions with clusters of genes that are responsible for the production of viral particles. These clustered genes display viral gene characteristics and are specifically expressed in the replicative tissue, the calyx. They derive from the viral ancestor of current IVs, but show no sequence homology with known viral genes; as a result, the nature of the ancestral virus and the function of the genes that derivee from it remain unknown.Regions bearing these gene clusters have been named "Ichnovirus Structural Protein Encoding Re-gions (IVSPERs)". This thesis is part of a fundamental approach aimed at studying the function of IVSPERs genes in order to confirm their involvement in the production of IV particles and to verify whether they have retained or not a function similar to that of their viral ancestor. The model stud-ied was that of the Ichnovirus associated with the parasitoid wasp Hyposoter didymator (HdIV).To answer the question of IVSPERs gene function during HdIV production, we used RNA interference technology (RNAi) coupled with electron microscopy approaches. Our work has allowed us to identify IVSPER genes involved in different key steps of the IV replication cycle. On the one hand, we have highlighted at least 6 structural proteins involved in the assembly and trafficking of viral particles in calyx cells. On the other hand, we have identified a set of IVSPER genes that affect transcription levels of other viral genes and that could possibly be involved in the IVs replicative machinery.All the results obtained during this thesis made it possible to show the efficiency of the RNAi tech-nique to study the function of the viral genes associated with parasitoid wasps. On the other hand, the results presented here constitute the first functional validation of genes involved in the morphogenesis of IVs, highlighting that these proteins have functions similar to those of "classical" viral proteins, attesting to the more than likely viral origin of the genes contained in IVSPERs.