Génomique des virus "géants", des virophages, et échanges génétiques avec leur hôtes eucaryotes

Genomics of giant viruses and virophages, and genetic exchanges with their eukaryotic hosts

• Auteur / Autrice : Lucie Gallot-Lavallée
• Direction : Jean-Michel Claverie, Guillaume Blanc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génomique et Bioinformatique
• Date : Soutenance le 07/11/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Microbiologie de la Méditerranée (Marseille) - Laboratoire de génétique médicale et génomique fonctionnelle (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Robaglia
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gwenaël Piganeau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elisabeth Herniou, Marie-Agnès Petit

Mots clés

Mots clés contrôlés

Virophages

Cellules eucaryotes

Virus à ADN bicaténaire

Mots clés libres

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Résumé

Les NCLDVs forment un groupe très divers de virus à ADN double brin infectant exclusivement des eucaryotes. Certains de ces virus sont parasités par d’autres virus plus petits, les virophages. La compréhension de l’évolution, la biodiversité et des interactions hôte/NCLDVs/virophage est un des grands chantiers de la virologie. A l’aide d’approches génomiques et bioinformatiques, deux objectifs ont été poursuivis: (1) Caractériser la biodiversité et l’évolution au sein de la famille taxonomique des Mimiviridae (NCLDV) à travers la description et l’analyse comparative du génome du virus « CeV » qui infecte l’algue H. ericina; (2) Caractériser la coévolution (les échanges génomiques) des NCLDVs et des virophages avec leurs hôtes eucaryotes.L’analyse du génome de CeV a confirmé qu'il est apparenté aux virus de la famille des Mimiviridae, initialement définie autour des virus géant prototypes Mimivirus et Megavirus infectant des amibes. CeV et d’autres Mimiviridae infectant aussi des algues unicellulaires forment un sous-groupe que nous proposons d’élever au rang d’une sous-famille, les Mesomimivirinae.Des fragments d’ADNs originant de NCLDVs ou de virophages sont intégrés au sein des génomes de nombreux eucaryotes. Leur analyse a permis d’élargir le spectre d’hôtes connus des NCLDVs et suggèrent l’existence de nouvelles familles virales. Des copies de génomes de virophages intégrées au génome de l’algue B. natans suggèrent une nouvelle stratégie de co-infection et de dissémination du virophage, qui pourrait aussi constituer un mécanisme de défense contre les NCLDVs pour l’hôte eucaryote.

The NCLDV form a very diverse group of double-stranded DNA viruses exclusively infecting eukaryotes. Moreover, some of these viruses are parasitized by smaller viruses, the virophages, that use the giant virus machinery for their own replication in a common cellular host. Understanding NCLDVs’ evolution, biodiversity and host / virus/virophage interactions is now one of the major areas of virology. Using genomics and bioinformatics approaches, I pursued two objectives: (1) Characterize the biodiversity and evolution within the taxonomic family of Mimiviridae (NCLDV) through the description and comparative analysis of the genome of the virus "CeV" which infects the alga H. ericina; (2) Characterize the co-evolution (genomic exchanges) of NCLDVs and virophages with their eukaryotic hosts. The analysis of CeV genome confirmed that it is related to the viruses of the Mimiviridae family, originally defined around the giant viruses prototypes Mimivirus and Megavirus which infect the amoebae. CeV and other members of the Mimiviridae also infecting unicellular algae form a subgroup that we proposed to cluster into the subfamily Mesomimivirinae. DNA fragments originally belonging to NCLDVs or virophages are integrated into the genomes of many eukaryotes. Their analysis allowed to widen the spectrum of known NCLDVs’ hosts and suggest the existence of new viral families. Copies of virophage genomes integrated into the B. natans algae genome suggest a new strategy for co-infection and dissemination of virophage, which may also constitute a defense mechanism against NCLDVs for the eukaryotic host.