Méthyltransférases des filovirus et autres mononégavirus : caractérisation, originalités et drug design

Filovirus and other mononegavirus methyltransferases : characterization, originalities and drug design

• Auteur / Autrice : Baptiste Martin
• Direction : Etienne Decroly, Emmanuelle Guillot-Combe
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pathologie humaine. Maladies infectieuses
• Date : Soutenance le 10/11/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques (AFMB) (Marseille ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Sonia Longhi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Reynard, Yamina Bennasser, Hervé Bourhy, Françoise Debart, Christophe Peyrefitte
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean François Eléouët, Branka Horvat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Méthyltransférases

Virus Ebola

Mononegavirales

Filoviridés

Antiviraux

Mots clés libres

Méthyltransférase

Antiviraux

Filovirus

Mononegavirales

Ebola

Coiffe

Methyltransferase

Antiviral

Filovirus

Mononegavirales

Ebola

Capping

Résumé

Les virus appartenant à l’ordre des Mononegavirales possèdent une « large » protéine L, responsable du cycle réplication/transcription et de maturation des ARNs. Six domaines conservés portent les différentes activités de cette protéine dont le site catalytique d’une activité méthyltransférase (MTase) de la coiffe. La coiffe est une structure chimique constituée d’une guanosine méthylée en position N7 reliée à l’extrémité 5’ des ARNm par une liaison 5’-5’ triphosphate. Une seconde méthylation est également présente en position 2’O du ribose du premier nucléotide de l’extrémité 5’ de l’ARNm. Ces méthylations ont un rôle critique chez les virus car elles permettent la traduction efficace des ARNm mais permettent également aux ARNs viraux d’échapper à leur détection par l’immunité innée de l’hôte. Ainsi, la caractérisation de ce domaine chez le virus Ebola serait un point clé pour une meilleure compréhension de la réplication des filovirus et un pas vers l’élaboration d’une nouvelle stratégie thérapeutique. Nous avons donc produit le domaine MTase du virus Soudan (SUDV) afin de caractériser son activité. Il a été démontré que le domaine C-terminal de la protéine L joue un rôle dans le recrutement de l’ARN, crucial pour l’activité MTase. Nous avons pu identifier une activité A-2’O MTase interne originale. Le domaine MTase de SUDV est également capable de méthyler les positions N7 et 2’O de la coiffe mais une caractérisation plus approfondie est nécessaire. Enfin, nous avons identifié des molécules inhibant l’activité MTase des filovirus. Une analyse biochimique plus poussée permettra d’initier le développement d’une nouvelle stratégie antivirale contre le virus Ebola.

In the Mononegavirales order, viruses encode a large protein (L), which is responsible for replication/transcription and RNA modifications. This protein harbours six conserved domains accountable of these different activities. Among these domains, the conserved region VI (CRVI) has been predicted to support cap-methyltransferase (MTase) activity. The cap consists in a N7-methylated guanosine linked to the first nucleotide at the mRNA 5'-end by a 5'-5' triphosphate bond. This structure can also be methylated at the 2'O position of N1 ribose. These methylations play a critical role in virus life cycle as N7 methylation triggers efficient viral RNA translation and 2'O methylation hampers the detection of viral RNA by the host innate immunity. Thus, the characterization of this domain in Ebola virus is a key point to understand replication of mononegaviruses and design new antiviral strategies. We produced the MTase domain of Sudan ebolavirus (SUDV) to characterize its MTase activity. We demonstrated that the protruding C-terminal domain is essential for MTase activity as this domain is a key for the RNA recognition. Using synthetic short RNAs holding different cap structures, we discovered that SUDV MTase harbours an unconventional A-2’O MTase activity. Besides this, the MTase domain is able to methylate the cap structure at N7 and 2'O positions but further characterization would be necessary to fully understand the cap synthesis. Finally, we identified compounds limiting the Ebola virus MTase activity. Further biochemistry and compounds characterization results will thus pave the way towards the development of an innovative antiviral strategy.