Développement d'une base de connaissances du virus de l'hépatite B, HBVdb, pour l'étude de la résistance aux traitements : intégration d'outils d'analyses de séquences et application à la modélisation moléculaire de la polymérase

Development of HBVdb, a knowledge database for Hepatitis B Virus, for the study of drug resistance : integration of sequence analysis tools and application to the polymerase molecular modeling

• Auteur / Autrice : Juliette Hayer
• Direction : Gilbert Deléage, Christophe Combet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 15/02/2013
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Molecular Microbiology and Structural Biochemistry (Lyon ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabien Zoulim
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pedro Maldonado Coutinho
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Claudine Médigue, Camille Sureau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transcriptase inverse

Génotype

Bioinformatique

Virus de l'hépatite B

Mots clés libres

Virus de l'hépatite B

Base de données

Bioinformatique

Annotation

Génotype

Résistance

Polymérase

Modélisation moléculaire par homologie

Hepatitis B Virus

Database

Bioinformatics

Annotation

Genotype

Resistance

Polymerase

Homology molecular modeling

Résumé

Nous avons développé la base HBVdb (http://hbvdb.ibcp.fr) pour permettre aux chercheurs d'étudier les caractéristiques génétiques et la variabilité des séquences du virus de l'hépatite B (VHB), ainsi que la résistance virale aux traitements. HBVdb contient une collection de séquences annotées automatiquement sur la base de génomes de référence annotés manuellement, ce qui assure une nomenclature normalisée pour toutes les entrées de la base. HBVdb est accessible via un site Web dédié avec des outils d'analyses génériques et spécialisés (annotation, génotypage, détection de profils de résistance), et des jeux de données pré-calculés. La polymérase du VHB est la principale cible des traitements anti-VHB. Les analogues de nucléos(t)ides (NA) inhibent l'activité de la transcriptase inverse (RT), mais il existe des mutations de résistance aux NA. Cependant, un autre domaine enzymatique pourrait être une cible potentielle : la RNase H, liée au domaine RT, permettant la dégradation de l'ARN durant la transcription inverse. Pour pallier l'absence d'une structure expérimentale résolue, et grâce à l'analyse de séquences à partir de HBVdb, nous avons construit le modèle par homologie de la RNase H, qui a permis de définir les caractéristiques de cette RNase H de type 1. Enfin pour vérifier des hypothèses émises à partir de ce modèle, et pour le placer dans son contexte, nous avons construit un modèle plus étendu de la polymérase du VHB, qui comprend la les domaines RT et RNase H, et contribue à répondre à la question sur l'existence d'un domaine de connexion les reliant. Nous avons utilisé notre modèle pour analyser les interactions entre le site catalytique de la RT et le ténofovir

We developed HBVdb (http://hbvdb.ibcp.fr) to allow researchers to investigate the geneticcharacteristics and variability of the HBV sequences and viral resistance to treatment. HBVdb contains a collection of computer-annotated sequences based on manually annotated reference genomes. The automatic annotation procedure ensures standardized nomenclature for all HBV entries across the database. HBVdb is accessible through a dedicated website integrating generic and specialized analysis tools (annotation, genotyping, resistance profile detection), and pre- computed datasets. The HBV polymerase is the main target of anti-HBV drugs, nucleos(t)ides analogues (NA), which inhibit the activity of reverse transcriptase (RT), but NA resistance mutations appeared. Nevertheless, another enzymatic domain could be a potential drug target: RNase H domain, linked to RT, and involved in degradation of the RNA during the reverse transcription. To overcome the lack of experimental solved structure, thanks to sequences analysis from HBVdb, we built an homology model of RNase H, which helped to define the features of this type 1 RNase H. Finally, to confirm assumptions from this model and to put it in a more global context, we built an extensive HBV polymerase model, which includes the RT and RNase H domains, and helps to answer the question about the existence of connection domain linking them. We performed analyses on this model, regarding the interactions between the RT catalytic site and the Tenofovir, mapping known resistance mutations and the most variables positions of the HBV polymerase