Extrémités 3’ de l’ARN du Virus de l’Hépatite C : structures et Rôles dans la réplication du génome

Hepatitis C Virus RNA 3’ ends : Structures and Roles in Genome Replication

• Auteur / Autrice : Chloe Jaubert
• Direction : Michel Ventura
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie-Immunologie
• Date : Soutenance le 18/11/2016
• 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 : Microbiologie fondamentale et pathogénicité (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Edith Lafon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Carmelo Di Primo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Schuster, Xavier Hanoulle

Mots clés

Mots clés contrôlés

ARN -- Réplication

Génome

Virus de l'hépatite C

Mots clés libres

HCV

Structures ARN

Réplication

Extrémités 3’

HCV

RNA structure

Genome replication

3’ ends

Résumé

Le génome du virus de l’Hépatite C est constitué d’un ARN monocaténaire linéaire de polarité positive (+). Les interactions ARN-ARN prennent une place essentielle dans la régulation du cycle viral.La synthèse de l’ARN est réalisée par l’ARN-polymérase ARN-dépendante (RdRp) codée par le virus. Elle serait initiée à l’extrémité 3’ des molécules à répliquer. Un ARN génomique complémentaire de polarité négative (-) est d’abord synthétisé. Il sert ensuite de matrice pour la production des brins génomiques. Les mécanismes qui président au recrutement de la polymérase et à l’initiation de la synthèse d’ARN restent, aujourd’hui, mal connus.Les structures ARN présentes aux extrémités 3’ et leurs rôles ont donc étés étudiés au cours des travaux de cette thèse. Au niveau de l’extrémité 3’ de l’ARN (+), la dimérisation a été montrée indispensable à la réplication du virus in cellulo. Ces travaux ont par la suite permis de caractériser par gel retard et cryo-microscopie la dimérisation des ARN génomiques en solution. Au niveau de l’extrémité 3’ de l’ARN (-), la dimérisation de deux molécules a également pu être caractérisée par des approches biochimiques et biophysiques. Par ailleurs la présence d’un G-quadruplex introduit un remaniement conformationnel qui se révèle indispensable à une synthèse performante de l’ARN. De manière similaire au brin génomique, la dynamique structurale résultante de ces interactions semble donc nécessaire à une réplication efficace de l’ARN par la RdRp.Les résultats obtenus soulignent l’importance de la dimérisation et des variations conformationnelles prisent aux extrémités 3’ pour la réplication de l’ARN. Ces données ouvrent alors la voie vers de nouvelles perspectives quant à la compréhension des mécanismes qui président au fonctionnement de la polymérase du VHC.

The hepatitis C virus genome consists of a linear positive sens (+) single-stranded RNA. RNA-RNA interactions play an essential role in the regulation of the viral cycle.RNA synthesis is performed by the RNA-dependent RNA-polymerase (RdRp) encoded by the virus. It would be initiated at the 3 'end of the molecule to be replicated. A complementary genomic RNA of negative polarity (-) is first synthesized. It then serves as a matrix for the production of genomic strands. The mechanisms that govern the recruitment of the polymerase and the initiation of RNA synthesis remain poorly understood today.The RNA structures found at the 3 'ends and their roles have therefore been studied during the work of this thesis. At the 3 'end of the (+) RNA, dimerization was shown to be essential for replication of the virus in cellulo. This work made it possible to characterize by gel shift assay and cryo-microscopy the dimerization of the genomic RNAs in solution. At the 3 'end of (-) RNA, the dimerization of two molecules could also be characterized by biochemical and biophysical approaches. Moreover, the presence of a G-quadruplex introduces a conformational reshuffle which proves to be indispensable for an efficient RNA synthesis. Similarly to the genomic strand, the resulting structural dynamics of these interactions appear to be necessary for efficient RNA replication by the RdRp.The results obtained here underline the importance of dimerization and conformational variations at the 3 'ends for RNA replication. These data then open the way to new perspectives on understanding the mechanisms that govern the functioning of HCV polymerase.