Contribution du désordre intrinsèque des protéines aux fonctions impliquées dans le cycle viral et l'évolution adaptative des virus à ARN : étude appliquée au genre modèle Potyvirus

Contribution of protein intrinsic disorder in functions associated to the viral cycle and the adaptive evolution of RNA viruses : study applied to the model genus Potyvirus

• Auteur / Autrice : Justine Charon
• Direction : Thierry Michon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie végétale
• Date : Soutenance le 17/12/2015
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie du fruit et pathologie
• Jury : Président / Présidente : Alain Blanchard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Forterre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Terradot, Stéphane Blanc

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines

Virus à ARN

Potyvirus

Mots clés libres

Désordre intrinsèque des protéines

Potyvirus

Virus à ARN

Adaptation

Potato virus Y

Protein intrinsic disorder

Potyvirus

RNA viruses

Adaptation

Potato virus Y

Résumé

Les protéines sont des acteurs majeurs dans les processus moléculaires et cellulaires d’un organisme. La remise en question des modalités associées aux fonctions de ces macromolécules a récemment été apportée par le concept de désordre intrinsèque. Celui-ci définit l’absence (transitoire ou permanente) de structure tridimensionnelle de certaines protéines ou régions protéiques comme étant directement liée à leurs fonctions. Chez les virus à ARN, les propriétés des protéines ou régions désordonnées semblent associées aux capacités de ces micro-organismes à détourner la machinerie cellulaire de l’hôte en interagissant avec de multiples partenaires, et à s’adapter aux nombreuses contraintes auxquelles ils doivent faire face en tant que parasites obligatoires. Ce travail porte sur les potyvirus, figurant parmi les pathogènes de plantes les plus dommageables étudiés à ce jour. L'objectif de cette thèse a été d’explorer les fonctions associées au désordre intrinsèque dans le cycle infectieux des potyvirus ainsi que dans le processus d’adaptation. Notre approche a ainsi démontré que : i) le désordre est ubiquitaire chez le genre Potyvirus ; ii) les régions de désordre conservées chez plusieurs protéines de potyvirus semblent être associées à leur(s) fonction(s) pendant l'infection ; iii) les régions désordonnées sont généralement associées à moins de contraintes évolutives, suggérant ainsi leur implication dans les processus adaptatifs des potyvirus ; iv) les régions prédites comme désordonnées semblent privilégier l’apparition de mutations et donc la capacité d’un virus à accumuler de la diversité génétique au cours de l'évolution sur son hôte naturel ; v) ce travail a permis de corréler le taux en désordre de la protéine viral genome-linked (VPg) du Potato virus Y à sa capacité à s’adapter à la résistance récessive pvr23 du piment.

Proteins are essential actors involved in a majority of molecular and cellular processes. The features associated with the functions of these macromolecules have been recently questioned with the emergence of the intrinsic disorder concept. It defines the transitory or permanent lack of 3D structure in some proteins or regions as directly related to their functions. Among RNA viruses, the properties of disordered proteins may be linked to the ability of these microorganisms to hijack the host machinery by interacting with multiple partners, as well as to adapt to the multiple constraints they must face as obligatory parasites. This work focuses on the Potyvirus genus, which includes some of the most damaging plant pathogens studied to date. The goal of this thesis was to explore the functions associated with intrinsic disorder in the infectious cycle of this viral genus as well as in its process of adaptation. Our studies have shown that i) intrinsic disorder is ubiquitous in potyviruses; ii) intrinsically disordered regions (IDR) of some of potyviral proteins are likely to be associated with important functions for the viral cycle ; iii) IDR are generally less evolutionary constrained, suggesting an adaptive potential of these regions ; iv) predicted IDR seem to favor the appearance of mutations and therefore virus ability to accumulate genetic diversity during its evolution in natural host ; v) an experimental disorder modulation within the Viral genome-linked (VPg) protein has been demonstrated as positively correlated with the adaptive ability of the Potato virus Y to overcome the pvr23 recessive resistance in pepper.