Virus d'archées : interaction avec un hôte hyperthermophile, isolement d'un virus d'habitat géothermique, motifs courts exceptionnels dans les génomes

par Ariane Bize

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de David Prangishvili et de Olivier Tenaillon.

Soutenue le 03-04-2009

à Paris Est , dans le cadre de École doctorale Ville et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne) , en partenariat avec Laboratoire Eau, Environnement et Systèmes Urbains (laboratoire) et de Institut Pasteur (laboratoire) .

Le président du jury était Bruno Tassin.

Le jury était composé de David Prangishvili, Olivier Tenaillon, Bruno Tassin, Marie-Claude Serre, Pascale Boulanger, Vincent Maréchal.

Les rapporteurs étaient Marie-Claude Serre, Pascale Boulanger.


  • Résumé

    Les microorganismes du domaine du vivant Archaea sont très divers sur le plan biologique et sont présents dans de nombreux types d'écosystèmes. Ils sont majoritaires dans les environnements dits extrêmes. Parmi les virus d'archées, ceux infectant les espèces d'un phylum majeur des archées, Crenarchaeota, constitué d'hyperthermophiles, forment un groupe exceptionnel. En effet, leurs morphotypes sont uniques, variés, et complexes. Le contenu de leur génome est également unique. Enfin, la plupart de ces virus se maintiennent dans la cellule hôte en état porteur, une relation chronique qui permet un équilibre entre production de virions et division cellulaire. J'ai d'abord démontré que le virus de crenarchée Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 2 est un virus virulent, et non chronique comme il avait été suggéré. Un mécanisme de lyse unique a été découvert. La paroi cellulaire est modifiée en plusieurs points, avec l'apparition de structures pyramidales saillantes. Celles-ci s'ouvrent en fin de cycle infectieux, permettant aux virions, assemblés auparavant dans le cytoplasme, de quitter la cellule. Puis j'ai travaillé sur des échantillons de sources géothermiques de la péninsule de Kamchatka (Russie) et contribué à l'isolement et la caractérisation d'un virus de morphotype filamenteux. Des protéines structurales supplémentaires ont ainsi été identifiées. Enfin, des mots courts exceptionnels ont été identifiés dans un grand nombre de génomes d'archées et de leurs éléments extra-chromosomiques. Ce sont potentiellement des motifs fonctionnels non-codants, impliqués dans des mécanismes biologiques importants. Typiquement, les motifs palindromiques sont évités dans les génomes

  • Titre traduit

    Archaeal viruses : interaction with a hyperthermophilic host, isolation of a virus from a geothermal environment, short exceptional motifs in genomes


  • Résumé

    The microorganisms from the Archaea domain are very diverse at the biological level and they are present in many types of ecosystems. They are dominant in the so-called extreme environments. Among their viruses, those infecting species of the Crenarchaeota phylum, a major archaeal phylum comprising hyperthermophiles, form an exceptional group. Indeed, their morphotypes are unique, diverse, and complex. Their genome content is also unique. Finally, most of these viruses persist in the host cell in a carrier state, a chronic relationship allowing an equilibrium between virion production and cell division. I first proved that Sulfolobus islandicus rod-shaped virus 2 is a virulent virus, and not chronic, as had previously been suggested. A unique lysis mechanism was discovered. The cell wall is modified in several locations, with the appearance of pyramidal prominent structures. Those burst open at the end of the infection cycle, allowing the virions, previously assembled in the cytoplasm, to leave the cell. Then, I worked on environmental samples from geothermal springs of the Kamchatka peninsula (Russia) and contributed to the isolation and characterization of a virus of filamentous morphotype. Additional structural proteins were in particular identified. Finally, short exceptional words were identified in a great number of genomes from archaea and their extra-chromosomal elements. These are potentially functional non-coding motifs involved in important biological mechanisms. Typically, palindromic motifs are avoided in the genomes


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