Ribosome interactome recomposition by viral infections

Recomposition de l’interactome du ribosome au cours des infections virales

• Auteur / Autrice : Thibault Sohier
• Direction : Emiliano Ricci
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 30/11/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure de Lyon (2010-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biologie et modélisation de la cellule. Lyon (1987-….)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Jalinot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emiliano Ricci, Pierre Jalinot, Encarnacion Martinez-Salas, Sébastien Pfeffer, Juana María Díez Antón
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Encarnacion Martinez-Salas, Sébastien Pfeffer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse

Virus

Ribosomes

Mots clés libres

Ribosomes

Virus

Spectrométrie de masse

Ribosomes

Virus

Mass spectrometry

Résumé

Les virus sont des parasites obligatoires qui dépendent intégralement de la machinerie cellulaire pour produire leurs propres protéines. Les ribosomes, les machines supramoléculaires qui traduisent les ARN messagers en protéines, sont donc au cœur des interactions hôtes pathogènes. Historiquement, les ribosomes ont étés perçus comme une machine monolithique. Cependant, des données récentes suggèrent que les ribosomes ne constituent pas une population homogène. En effet, ils peuvent différer par les modifications post-traductionelles des protéines ribosomales, les modifications post-transcriptionnelles des ARNs ribosomiques ou la diversité des protéines qui s’y associent. Au cours de ma thèse, j’ai développé une approche de purification par affinité des ribosomes afin d’identifier l’ensemble des protéines associées à ces derniers. Cette stratégie, qui s’appuie sur l’étiquetage de certaines protéines ribosomales par un épitope synthétiquegrâce au système CRISPR/Cas9, a permis d’identifier de manière extrêmement robuste un grand nombre de protéines associées au ribosome. Une fois optimisée, j’ai appliqué cette méthode à l’étude des changements de composition du ribosome au cours d’une infection virale. En utilisant l’alphavirus Sindbis comme modèle, j’ai pu montrer que l’infection modifie drastiquement la composition des ribosomes. Ces données mettent en évidence les manifestations moléculaires de l’inhibition de la traduction induite par le virus, cumulé à une altération de la maturation des sous-unités du ribosome. Enfin, certaines protéines dont l’association au ribosome est dynamique au cours de l’infection semblent avoir un rôle direct dans la traduction des ARNs viraux.

Viruses are obligatory parasites that depend entirely on the host-cell machinery to produce their own proteins. Ribosomes, the supramolecular machines that translate messenger RNAs into proteins are consequently at the core of host-pathogen interactions. Historically, ribosomes have been largely considered as monolithical machines, withpoor intrinsic regulatory activity. However, recent data suggest that ribosomes do not constitute an homogenous population. In fact, they can differ by the post-translational modifications of ribosomal proteins, post-transcriptional modifications of ribosomal RNAs or the diversity of proteins that associate with them. During my PhD, I have developed a new method of affinity purification of ribosomes in order to identify the pool of proteins that associate to them. This strategy, which involves the endogenous tagging of ribosomal proteins by the use of the CRISPR/Cas9 system, allows the purification of ribosomes with unprecedented purity, allowng the robust determination of the ribosome interactome. One optimized, I have applied this method to the study of the changes in ribosome partners durng viral infection. Using the alphavirus SINV as a model, I was able to show that viral infection drastically remodels the ribosome interactome. This data shows the molecular manifestations of host translational shut-down, as well as perturbations to ribosome maturation. Finally, certain proteins whose association with the ribosome is dynamic along the course of infection appear to participate directly in the translation of the viral messenger mRNAs.