Etude structurale des birnavirus : identification des déterminants d'antigénicité, de virulence et d'assemblage : mise en évidence d'un lien évolutif entre virus à ARN(+) et à ARN double brin

par Fasséli Coulibaly

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Félix Rey.

Soutenue en 2003

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les birnavirus occupent une place particulière parmi les virus icosaédriques non enveloppés. Ils sont à la fois proches des Reoviridae par leur organisation génomique et leur capside T=13 et proches de virus à ARN positif par leurs stratégies réplicatives et de morphogenèse. Ce travail présente la structure de particules subvirales à symétrie icosaédrique T=l de l'IBDV. Ces particules de 260 A de diamètre se composent de 60 sous-unités de la protéine d'attachement du virus, VP2. Celle-ci se replie sous la forme de deux domaines jelly rolls perpendiculaires reposant sur une base riche en hélices α. Le jelly roll radial forme des projections trimériques (domaine P) sur la particule et apparaît comme un domaine priviligié d'interaction virus-hôte: il porte l'ensemble des épitopes de neutralisation ainsi que les déterminants de virulence et de tropisme cellulaire. Le jelly roll tangentiel assure la surface (domaine S) icosaédrique continue de la particule. Enfin, le domaine riche en hélices α tapisse l'intérieur de la particule (domaine B) offrant ainsi une surface d'interaction interne avec d'autres constituants viraux tels que l'ARN ou VP3. En particulier, ce domaine forme un tonneau d'hélices α susceptible de participer à la sortie des ARN viraux par l'axe 5. De plus, la comparaison structurale de VP2 avec d'autres capsides de virus à ARN suggère que les birnavirus pourraient constituer un chaînon évolutif reliant les virus à ARN(+) assez simples aux virus à ARN double brin plus complexes. Enfin, la transposition des résultats obtenus sur VP2 à la particule virale complète montre la présence d'une différence conformationnelle importante. Nous proposons donc un modèle de la morphogenèse virale où le rôle régulateur de VP3 passe par une interaction VP3-VP2 induisant une trans-conformation de VP2.


  • Résumé

    Birnaviruses appear to be atypical among icosahedral RNA viruses. Their genomic and structural organization lead to comparisons with members of the Reoviridae family. However, birnaviruses seem to bear more functional similarities to positive-strand RNA viruses such as Nodaviridae or Picornaviridae. We have determined the structures of T=l icosahedral subviral particles of two birnaviruses. Twenty copies of the attachment protein VP2 trimers make up these 260A-wide particles. VP2 folds as two orthogonal jelly rolls on top of a helical domain. The radial jelly roll is the trimeric spike (domain P) projecting outward of a continuous icosahedral shell formed by the other jelly roll (domain S). Domain P is the major site of virus-host interactions as it bears all the neutralizing epitopes as well as the determinants of viral tropism and virulence. Helical domain B coats the inner surface of the particle providing a domain of interaction to other viral constituents such as RNA or VP3. In particular, this domain forms a helical barrel at five fold axes which might be involved in viral RNA exit. Our structural comparison of VP2 structure to other capsid proteins points to an evolutionary link between RNA(+) (Nodaviridae and Tetraviridae) and double-stranded RNA (Reoviridae) viruses embodied by Birnaviruses. Finally, a fit of VP2 in the viral particle requires a major conformational change. We propose a model for morphogenesis in which VP3 binding to VP2 would act as a molecular switch triggering assembly thereafter driven by VP2 self association capacities.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (144 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 137-144

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)236
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