Caractérisation structurale et fonctionnelle de déterminants de la capside du Grapevine fanleaf virus impliqués dans la transmission par Xiphinema index

par Pascale Schellenberger

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Christophe Ritzenthaler et de Olivier Lemaire.

Soutenue en 2010

à Strasbourg .


  • Résumé

    La transmission des virus est une étape cruciale du cycle viral. Le Grapevine fanleaf virus (GFLV) et l’Arabis mosaic virus (ArMV), les principaux agents de la maladie du court-noué de la vigne, sont transmis spécifiquement par deux espèces de nématodes, respectivement Xiphinema index et X. Diversicaudatum. Des résultats antérieurs ont montré que la protéine de capside (CP) du GFLV détermine sa transmission. Pour caractériser les régions de la CP impliquées dans la vection du GFLV, nous avons combiné génétique inverse, modélisation 3D par homologie, cristallographie aux rayons X et cryomicroscopie électronique (cryo-ME). Plusieurs régions de la CP ont été échangées entre GFLV et ArMV. L’évaluation de la transmission des chimères a montré qu’une région de 11 résidus de la CP du GFLV est requise pour sa vection. Par ailleurs, la caractérisation d’un variant spontané du GFLV (TD) faiblement transmis, a révélé l’importance de la mutation Gly297Asp dans la transmission. La structure cristallographique du GFLV (3 Å) et du GFLV-TD (2,7 Å), montre que la perte de transmission du variant a pour origine la présence d’une chaîne latérale chargée négativement exposée à la surface du virus. Ces données suggèrent qu’une cavité de surface formée par le domaine B de la CP, serait le site de reconnaissance virus-vecteur. Enfin, la structure de l’ArMV a été obtenue par reconstruction 3D à partir d’images de cryo-ME. La comparaison du GFLV à l’ArMV suggère l’existence de différences structurales au niveau de la cavité. L’ensemble de ce travail ouvre de nouvelles perspectives de recherche visant à comprendre les bases moléculaires de la transmission des Nepovirus par nématodes.

  • Titre traduit

    Structural and Functional characterization of the Grapevine fanleaf virus capsid residues required for the transmission by Xiphinema index


  • Résumé

    Transmission is a key step in the virus life cycle. Grapevine fanleaf virus (GFLV) and Arabis mosaic virus (ArMV), the two major causal agents of grapevine fanleaf disease, are specifically transmitted by Xiphinema index and X. Diversicaudatum, respectively. Previous experiments demonstrated the specificity of transmission to be solely determined by the capsid protein (CP). In order to characterize residues within the CP that confer GFLV transmission, we performed a multidisciplinary approach combining reverse genetic, 3D homology modeling, X-ray crystallography and cryoelectron microscopy (cryo-EM). Several GFLV-ArMV chimeric CP were generated and tested for nematodes transmission. This allowed the identification of one region consisting of 11 residues in GFLV transmission. In addition, the characterization of a spontaneous GFLV variant (GFLV-TD) poorly transmitted by X. Index, revealed the importance of Gly297Asp mutation in transmission. GFLV and GFLV-TD crystal structures were solved at 3 and 2. 7 Å, respectively. Structural comparisons revealed that the near complete loss of GFLV-TD transmission resulted from the single occurrence of a negatively charged side chain highly exposed at the capsid outer surface. These results suggest the virus-vector binding site to consist of a pocket within the CP B domain. Finally, the ArMV structure was determined using cryo-EM and image reconstruction. The comparison with GFLV suggests structural differences on the pocket protrusions. This work opens new research prospects aiming at better understanding the molecular mechanism governing Nepovirus transmission by nematodes.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (212 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 199-212

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Danièle Huet-Weiller.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2010;0565
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