Etude de transferts horizontaux de matériel génétique entre virus et animaux

Study of horizontal transfers of genetic material between viruses and animals

• Auteur / Autrice : Vincent Loiseau
• Direction : Clément Gilbert, Richard Cordaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 21/09/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Évolution, génomes, comportement et écologie (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Capy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie Fablet, Etienne Gaëtan Jacques Danchin, Laura Eme, Elisabeth Herniou
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marie Fablet, Etienne Gaëtan Jacques Danchin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transfert horizontal de gène

ADN viral

Transposons

Virus

Mots clés libres

Transfert horizontal

Virus

Élément transposable

Baculovirus

Iridovirus

Horizontal tranfer

Virus

Transposable element

Baculovirus

Iridovirus

Résumé

Les transferts horizontaux (TH) d’ADN sont de plus en plus reconnus comme un phénomène important dans l’évolution des métazoaires. La grande majorité des TH entre animaux implique des éléments transposables (ET), séquences génomiques égoïstes capables de se déplacer par transposition dans le génome et générer ainsi de multiples copies. Si ces TH d’ET semblent avoir un rôle prépondérant dans l’évolution des métazoaires, les mécanismes sous-tendant ces TH restent mal connus. Un des mécanismes possibles implique les virus qui pourraient être des vecteurs d’ADN entre les hôtes qu’ils infectent. Cette thèse contribue à évaluer cette hypothèse.Dans le premier Chapitre, nous avons étudié l’impact du stress provoqué par une infection virale sur l’activité des ET. Certains ET sont surexprimés au cours de l’infection, et certains sont aussi exprimés après leur insertion dans des génomes viraux.Dans le deuxième Chapitre, nous avons élargi le spectre des systèmes hôte-virus connus à ce jour dont les ET de l’hôte transposent dans les génomes viraux. L’analyse de 11 de ces systèmes a permis de découvrir neuf nouveaux systèmes dont des ET hôtes sont retrouvés dans les génomes du virus. Cette étude nous a permis d'inférer la capacité des ET portés par les génomes viraux à transposer vers d'autres génomes viraux, ce qui constitue un des résultats majeurs de cette thèse.Dans le troisième Chapitre, la construction d'un pipeline bioinformatique a permis de caractériser de nombreuses insertions complètes d’ET dans les génomes viraux, ainsi que la diversité des variants structuraux génomiques présents dans quatre populations de grands virus à ADN double-brin.Dans le dernier Chapitre, l’intégration d’un génome complet de rétrovirus murin dans le génome d’une lignée cellulaire humaine a été caractérisée, fournissant des résultats supplémentaires sur les TH de virus dans l’hôte.Dans l’ensemble ces travaux apportent un éclairage nouveau sur le rôle des virus dans les TH d’ADN chez les métazoaires.

Horizontal transfers (HTs) of DNA are increasingly recognized as an important phenomenon in the evolution of metazoans. The vast majority of HTs between animals involves transposable elements (TEs), selfish genomic sequences capable of moving by transposition in the genome and thus generating multiple copies. While these HTs of TEs seem to have a major role in the evolution of metazoans, the mechanisms underlying these HTs remain poorly understood. One possible mechanism involves viruses which could be vectors of DNA between the hosts they infect. This thesis helps to evaluate this hypothesis.In the first chapter, we studied the impact of stress caused by a viral infection on the activity of TEs. Some TEs are overexpressed during infection, and some are also expressed after their insertion into viral genomes.In the second chapter, we have broadened the spectrum of host-virus systems known to date, in which host TEs transpose into viral genomes. Analysis of 11 of these systems revealed nine new systems in which host TEs were found in the genomes of the virus. This study allowed us to infer the capacity of TEs carried by viral genomes to transpose to other viral genomes, which constitutes one of the major results of this thesis.In the third chapter, the construction of a bioinformatics pipeline has made it possible to characterize many complete TE insertions in viral genomes, as well as the diversity of structural genomic variants present in four populations of large double-stranded DNA viruses.In the final chapter, the integration of a complete murine retrovirus genome into the genome of a human cell line was characterized, providing additional results on the virus HTs in the host.Overall, this work sheds new light on the role of viruses in DNA HTs in metazoans.