Recherche et caractérisation de particules virales chez les Thermococcales (Archaea Hyperthermophiles) : Description du premier virus de Pyrococcus abyssi : PAV1

Screening and description of viral particles in the Thermococcales order. PAV1, the first virus like particle isolated from a hyperthermophilic Euryarchaeota : Pyrococcus abyssi.

• Auteur / Autrice : Claire Geslin
• Direction : Daniel Prieur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Virus

Archéobactéries

Résumé

Ces dernières années, un certain nombre de nouveaux virus aux caractéristiques tout à fait originales ont été décrits chez les Archaea hyperthermophiles. D'une façon surprenante, tous ont été obtenus à partir du phylum des Crenarchaeota, principalement parmi les représentants de l'ordre des Sulfolobales, tandis qu'aucun virus n'a été décrit pour les membres hyperthermophiles du phylum des Euryarchaeota. Dans cette thèse nous rapportons la caractérisation de la première particule de type viral ou '' VU '' pour ''Virus-like particle '', isolée d'une Euryarchaeota hyperthermophile, Pyrococcus abyssi souche GE23. Cette particule, nommée PAV1, a la forme d'un citron (120 nm x 80 nm) et ressemble à SSV1 de Sulfolobus sp. , le virus modèle de la famille Fuselloviridae composée exclusivement de virus archaéens. Nous avons montré que PAV1 se maintient dans son hôte dans un état porteur. Les particules de PAV1 contiennent un ADN double-brin circulaire de 18 kb qui est aussi présent à un nombre de copies élevé sous forme libre dans le cytoplasme de l'hôte. Ce génome a été cloné et entièrement séquencé. 24 cadres ouverts de lecture ont été identifiés. La recherche de motifs structuraux et de domaines conservés a notamment révélé une similitude significative entre l'ORF 678 de PAV1 et un domaine sialidase que l'on retrouve chez les enzymes lytiques virales. Par ailleurs, l'ORF 183 montre une certaine homologie avec une protéine, identifiée dans plusieurs plasmides d'Archaea hyperthermophiles, qui pourrait être un régulateur transcriptionnel. La dernière partie de cette étude a été consacrée à une approche de la diversité et de la distribution géographique de virus associés à des micro-organismes hydrothermaux hyperthermophiles et neutrophiles. Nous avons réalisé une recherche systématique sur des échantillons collectés de différents sites hydrothermaux situés au niveau de la dorsale du Pacifique Oriental (9ʿN et 13ʿN), de la dorsale médio Atlantique (36ʿN et 37ʿN) et de la dorsale centrale Indienne (25ʿS). 94 cultures d'enrichissement ont été obtenues à 85ʿC à partir de 107 échantillons bruts. Des VLPs ont été détectées par microscopie électronique dans 16 cultures d'enrichissement différentes. Parmi les différents morphotypes découverts, la forme ''citron'' prévaut, mais des bâtonnets rigides, des filaments et des formes uniques pléomorphes ont également été observés, ce qui laisse présager une importante diversité virale chez les Euryarchaeota hyperthermophiles.

In recent years, a number of new and interesting virus families infecting hyperthermophilic Archaea have been described. Surprisingly, all of them were recovered from the phylum Crenarchaeota, mostly among representatives of the Sulfolobales order, whereas no phages were described in the hyperthermophilic members of the phylum Euryarchaeota. Here we report the characterization of the first virus-like particle isolated from an hyperthermophilic Euryarchaeota, Pyrococcus abyssi strain GE23. This particle, named PAVI, is lemon-shaped (120 nm x 80 nm) with a short tail terminated by fibers, resembling the virus SSV1 of Sulfolobus, the type member of the archaeal virus family Fuselloviridae. We have shown that PAVI maintains in its host in a stable carrier state. PAV 1 particles contain a double-stranded circular DNA of 18 kb which is also present in high copy number in a free-form in the host cytoplasm. This genome was cloned and completely sequenced. Analysis of the six possible phases revealed 24 ORFs. Searches for structural and functional motifs and domains revealed a significant similarity of ORF 678 with a domain sialidase which includes many viral lytic enzymes. Another one, ORF 183, shows a similarity with a hypothetical transcription regulator protein identified in several plasmids from hyperthermophilic Archaea. The last part of this study aimed to assess the diversity and the geographical distribution of viruses among deep-sea neutrophilic hyperthermophiles. We performed a systematic search on samples collected in various geographically distant hydrothermal sites located on the East Pacific Rise (EPR 9ʿN and 13ʿN), Mid-Atlantic Ridge (MAR 36ʿN and 37ʿN) and Central Indian Ridge (CIR 25ʿS). Ninety four positive enrichment cultures were obtained at 85ʿC from one hundred and seven crude samples. Virus-like particles were detected by electron microscopy in sixteen différent enrichment cultures. Among the différent morphotypes observed, the lemon-shaped type prevailed but rigid rods, filaments and unique pleomorphic morphologies were also detected, suggesting the existence of an unexpected large viral diversity among hyperthermophilic Euryarchaeota.