Dynamique d'assemblage de la capside des norovirus

Norovirus Capsid Assembly

• Auteur / Autrice : Thibault Tubiana
• Direction : Stéphane Bressanelli, Yves Boulard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie structurale
• Date : Soutenance le 26/10/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie intégrative de la cellule (Gif-Sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Nessler
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Bressanelli, Yves Boulard, Sylvie Nessler, Florent Barbault, Patrice Gouet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Florent Barbault, Patrice Gouet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Norovirus

Rayons X -- Diffusion centrale

Dynamique moléculaire

Protéines virales

Mots clés libres

Norovirus

Virus

Capside

Assemblage

Autoassemblage

Norovirus

Virus

Capsid

Assembly

Autoassembly

Résumé

Le norovirus est le virus de la gastroentérite virale aiguë chez les humains et les animaux. Chaque année, il est responsable de la mort de près de 220 000 personnes et un coût de près de 65 milliards d’euros.C’est un petit virus à ARN simple brin de polarité positive. Sa capside icosaédrique est composée de 90 dimères d’une seule protéine structurale (VP1) à deux domaines : le domaine de spicule (P) exposé à l’environnement biologique, et le domaine shell (S) qui est le module d’assemblage de la capside. Un intermédiaire d'assemblage serait le pentamère de dimères, mais expérimentalement c'est un intermédiaire de 10-11 dimères qui a été rapporté.En utilisant des approches computationnelles (modélisation par homologie, recuit simulé, simulation de dynamique moléculaire avec des systèmes tout atomes ou en gros grains) nous cherchons à déterminer les bases moléculaires de l’assemblage de la capside des norovirus.Nos résultats sur la brique d’assemblage de la capside (dimère de VP1) indiquent la présence d’une asymétrie pouvant avoir un rôle dans les premières étapes d’autoassemblage, que nous confirmons expérimentalement par SAXS.Nos résultats sur de plus gros assemblages (pentamère et hexamère de dimère) révèlent également une rupture de symétrie dans le pentamère de dimère, laissant une position privilégiée pour l’insertion d’un dimère supplémentaire et favorisant une croissance anisotropique.Nous complétons et précisons ainsi le modèle d’assemblage initialement publié par notre équipe en 2013.

Noroviruses are the leading cause of acute viral gastroenteritis in humans and animas. Each year, they are responsible for 220 000 deaths and cost close to 65 billion euros.It’s a small single-stranded positive sense RNA virus. The capsid is composed of 90 dimers of a single structural protein (VP1) which consists of two main domains: the protruding domain (P) exposed to the biological environment, and the shell domain (S) which is the assembly module of the capsid .Using computational approaches such as homology modelling, simulated annealing, molecular dynamic simulations in all atoms and coarse grains systems, we are looking to determine the molecular basis of norovirus capsid assembly.Our results on the capsid assembly brick (dimer of VP1) indicate the presence of an asymmetry that can have a role in the first stages of self-assembly, which we confirm experimentally by SAXS.Our results on larger VP1 assemblages (pentamer and hexamer of dimers) also reveal a disruption of symmetry in the pentamer of dimer, leaving a preferred position for the insertion of an additional dimer and promoting anisotropic growth.We complete and specify the assembly model originally published by our team in 2013.