Identification de facteurs cellulaires et viraux interagissant avec la protéine Readthrough (RT) du turnip yellows virus

Identification of cellular and viral factors interacting with the turnip yellows virus Readthrough protein (RT)

• Auteur / Autrice : Déborah Kiervel
• Direction : Véronique Ziegler-Graff
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 22/09/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie moléculaire des plantes (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Robaglia
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Corinne Schmitt-Keichinger
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christophe Robaglia, Sylvie Dinant

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines virales

Interactions protéine-protéine

Relations hôte-virus

Mots clés libres

Polerovirus

TuYV

RT

IPP

IP-MS/MS

Localisation subcellulaire

Polerovirus

TuYV

RT

PPI

IP-MS/MS

Subcellular localization

Résumé

Les interactions protéine-protéine (IPP) entre l’hôte et les virus jouent un rôle majeur dans l’établissement des cycles viraux et dans la pathogenèse associée à l’infection. L’identification des ces IPP s’est ainsi imposée comme une nouvelle stratégie de recherche pour l’étude avancée du rôle des protéines dans les cycles viraux et la recherche guidée de nouvelles cibles pour la lutte antivirale. Mes travaux de thèse ont ainsi porté sur l’identification du réseau d’IPP de la protéine multifonctionnelle Readhthrough (RT) du turnip yellows virus(TuYV), un phytovirus phloémien appartenant au genre des Polerovirus. J’ai entrepris d’identifier à haut débit et sans a priori les interactants cellulaires de la protéine RT chez les plantes hôte A. thaliana et N. benthamiana grâce à la technique de co-immunoprécipitation (co-IP) couplée à la spectrométrie de masse en tandem (MS/MS). Ces expériences ont été conduites lorsque la protéine RT était exprimée hors ou en contexte viral. A l’issue de ces analyses nous avons sélectionnés différents partenaires cellulaires en vue de tester leur IPP directe avec cette protéine virale par deux autres approches : le FRET-FLIM et le double hybride de levure (Y2H). Parmi ces candidats, j’ai démontré une IPP directe entre la protéine RT, la protéine majeure de capside CP et les quatre protéines nucléaires ALY d’A. thaliana qui participent à l’export nucléo-cytoplasmique des ARNm cellulaires. Parallèlement à ces travaux, j’ai initié l’étude du rôle de la protéine RT en analysant sa localisation subcellulaire par microscopie confocale. Ces analyses ont permis de démontrer que la protéine RTdu TuYV possède une localisation ponctuée à la membrane plasmique et dans des structures apparentées à des organites liquides formés par séparation de phase liquide-liquide (LLPS). Cette localisation semblant attribuée au domaine C-ter de cette protéine virale. Finalement, j’ai caractérisé pour la première fois la formation de structures périnucléaires induites par l’infection virale qui semblent apparentées à des complexes de réplication dans lesquels plusieurs protéines associées à la réplication du TuYV et la protéine RT sont localisées.

Protein-protein interactions (PPIs) between host and virus play a major role in the establishment of viral cycles and in pathogenesis associated with infection. The identification of these PPIs has thus emerged as a new research strategy for the advanced study of the role of proteins in viral cycles and the guided search for new targets for antiviral control. My PhD work focused on identifying the PPI network of the multifunctional Readhthrough (RT) protein of turnip yellows virus (TuYV), a phloem phytovirus belonging to the Polerovirusgenus. I set out to identify the cellular interactants of the RT protein in the host plants A. thaliana and N.benthamiana at high through put and without a priori, using the technique of co-immunoprecipitation (co-IP) coupled to tandem mass spectrometry (MS/MS). These experiments were carried out when the RT protein was expressed in or out the viral context. At the end of these analyses, we selected several cellular partners to test their direct PPI with the RT protein using two other approaches : FRET-FLIM and yeast two-hybrid (Y2H). Among these candidates, I have demonstrated a direct PPI between the RT protein, the major capsid protein CP and the four A. thaliana nuclear ALY proteins involved in the nucleocytoplasmic export of cellular mRNAs. I also initiated the study of the role of the RT protein by analyzing its subcellular localization. These analyses demonstrated that TuYV RT protein has a punctate localization at the plasma membrane and is present in liquid organelle-like structures formed by liquid-liquid phase separation (LLPS). This localization has been assigned to the C-ter domain of this viral protein. Finally, I characterized for the first time the formation of perinuclear structures induced by poleroviral infection, that are likely related to replication complexes in which several proteins associated with TuYV replication and the RT protein are localized.