Organisation et fonctions des usines virales liquides formées par le virus de la rage

Organization and functions of liquid viral factories formed by the rabies virus

• Auteur / Autrice : Benjamin Leonardon
• Direction : Cécile LagaudriÈre-gesbert
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2022
• 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 : Laboratoire : I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Immunité innée

Virus de la rage

Usine virale

Organite liquide

Liquid organelle

Rabies virus

Viral factories

Innate immunity

Résumé

La réplication de nombreux virus se déroule dans des compartiments spécialisés formés lors de l'infection et appelés usines virales. La nature physicochimique de ces usines et les bases moléculaires de leur morphogenèse et de leur organisation sont jusqu'à présent mal comprises. Le virus de la rage provoque environ 50 000 décès par an dans le monde. C'est un membre de l'ordre des Mononegavirales (MNV) qui regroupe les virus ayant un génome à ARN simple brin de polarité négative (complémentaire des ARN messagers). Les usines formées par le virus de la rage sont les corps de Negri qui sont des inclusions cytoplasmiques hébergeant la synthèse des ARN viraux (ARNm et ARN génomique). Nous avons démontré que les corps de Negri constituent une nouvelle catégorie d'organites liquides, sans membrane, formés par séparation de phases. Les organites liquides se rencontrent dans les cellules eucaryotes, ils contribuent à leur compartimentation et sont impliqués dans un large éventail de processus cellulaires. A ce jour, les principes généraux menant à la séparation de phase liquide-liquide sont mal compris. Les données expérimentales disponibles dans la littérature indiquent que la nature liquide des usines virales peut être généralisée à d'autres Mononegavirales. Il s'agit d'un changement de paradigme qui ouvre de nouveaux horizons de recherche dans le domaine de la réplication des Mononegavirales et nous invite à revoir l'interaction entre les usines virales et les composants de l'immunité innée cellulaire. Ce projet vise à caractériser la dynamique et les fonctions des corps de Negri. Il a trois objectifs principaux : 1. La caractérisation des sites de traduction virale. Outre leur rôle dans les étapes de réplication et transcription, les corps de Negri pourraient être le siège de la traduction des protéines virales. 2. La caractérisation des interactions entre les corps de Negri et l'immunité innée cellulaire. En effet, la séquestration des ARN viraux dans les corps de Negri pose la question de leur accessibilité aux récepteurs reconnaissant les agents pathogènes tels que RIG-I et MDA5. Alternativement, les usines liquides pourraient constituer une signature d'infection virale et les cellules pourraient avoir développé un mécanisme permettant la détection de telles structures et/ou leur déstabilisation. 3. L'étude des bases moléculaires des processus par lesquels les virions quittent l'usine virale, en examinant plus particulièrement le rôle du cytosquelette dans la morphogenèse et la dynamique des corps de Negri. Cet objectif vise à caractériser les mécanismes inconnus qui régissent les éjections des nucléocapsides virales en dehors des corps de Negri. Au-delà de l'impact en virologie et en immunité innée, ce projet devrait avoir un impact en biologie cellulaire parce qu'il approfondit notre compréhension de l'assemblage des organites liquides. Il s'agit d'un projet d'équipe pluridisciplinaire, le/la candidat(e) sera amené(e) à utiliser des techniques de pointe d'imagerie (microscopie confocale, live-imaging, super-résolution).

The replication of many viruses occurs in specialized compartments formed during infection and known as viral factories. The physicochemical nature of those factories and the molecular basis of their morphogenesis and organization are so far poorly understood. Rabies virus (RABV) causes ~50,000 human deaths annually worldwide. It is a member of the Mononegavirales order (MNV) which includes viruses with a single strand RNA genome of negative polarity (complementary of mRNAs). RABV factories are the Negri bodies (NBs) which are cytoplasmic inclusions housing the synthesis of viral RNA (mRNAs and genomic RNAs). We have demonstrated that NBs constitute a new category of membrane-less liquid organelles formed by phase separation. Liquid organelles are encountered in eukaryotic cells, they contribute to their compartmentalization and are involved in a wide range of cellular processes. To date, the general principles leading to the liquid-liquid phase separation are poorly understood. Experimental data available in the literature indicate that the liquid nature of viral factories can be generalized to other MNVs. This is a paradigm shift which opens up new research horizons in the field of MNV replication and invites us to revisit the interplay between viral factories and the components of the cellular innate immunity. This project aims to characterize the dynamics and functions of Negri bodies. It has three main objectives: 1. The characterization of viral translation sites. In addition to their role in the replication and transcription stages, Negri bodies could be the site of the translation of viral proteins. 2. The characterization of interactions between Negri bodies and cellular innate immunity. Indeed, the sequestration of viral RNAs in Negri bodies raises the question of their accessibility to receptors recognizing pathogens such as RIG-I and MDA5. Alternatively, the liquid factories could constitute a signature of viral infection and the cells could have evolved a mechanism allowing the detection of such structures and/or their destabilization. 3. The study of the molecular bases of the processes by which virions leave the viral factory by examining more particularly the role of the cytoskeleton in the morphogenesis and dynamics of Negri bodies. This objective aims to characterize the unknown mechanisms that govern the ejection of viral nucleocapsids outside Negri bodies. Beyond the impact in virology and innate immunity, this project should have an impact in cellular biology by increasing our understanding of liquid organelles assembly. This is a multidisciplinary team project, the candidate will be required to use state-of-the-art imaging techniques (confocal microscopy, live-imaging, super-resolution).