Role of genetic diversity of RNA viruses in viral evolution and pathogenicity

par Nina Franziska Gnädig

Thèse de doctorat en Virologie

Sous la direction de Marco Vignuzzi.

Soutenue en 2012

à Paris 7 .


  • Résumé

    Le taux de fréquence de mutation des virus à ARN est très élevé, en raison des erreurs commises par TARN polymerase dépendante de TARN. Par conséquent, une population virale génétiquement diverse est générée, sur la base d'une séquence consensus. Cette population, ou quasi-espèce, se comportent comme une entité unique en terme d'évolution et de sélection. Cet aspect permet aux virus de s'adapter rapidement à de nouveaux environnements. Pendant le première partie de mon travail, je me suis concentrée sur l'étude d'un variant haute fidélité (A372V) et d'un variant basse fidélité (S299T) de la polymerase du CVB3. Il a été montré que ces mutants sont résistants aux composés amilorides, utilisés dans le traitement de l'hypertension. Notre étude apporte les premières preuves de l'effet mutagène de l'amiloride et montre que les deux variants résistent via deux mécanismes différents. La deuxième partie de mon travail a consisté à caractériser de nouveaux variants de basse fidélité de la RdRp du CVB3 in vivo. Le panel de virus à basse fidélité présente des fréquences de mutation qui s'étendent de 5,6 mutations par 10⁴ nucléotides à 11,2, comparées aux 4,3 mutations pour le virus sauvage. Ils présentent une atténuation in vivo qui correspond à leur fréquence de mutation. Les variants les plus atténués étaient incapables d'établir une infection dans le cœur et à long terme dans la rate. Nos données montrent que les variants qui génèrent des populations génétiquement plus diverses produisent trop de génomes défectueux et pas assez de génomes viables pour assurer la survie de la population virale, lorsque la taille est significativement réduite.


  • Résumé

    RNA viruses have the highest mutation frequencies in nature, mainly due to their error prone RNA-dependent RNA polymerase (RdRp). The result is a highly diverse RNA virus population of genetically similar yet not identical genomes (mutant spectrum or quasispecies). This very important aspect of RNA virus biology enables these viruses to adapt quickly to new environments and escape immune responses of the host. During the first half of my PhD thesis, I focused on studying a higher fidelity polymerase (A372V) and a lower fidelity polymerase (S299T) of CVB3. These mutants were previously found to be resistant to amiloride compounds. In our study, we provided the first evidence of a mutagenic activity of amiloride and show that the two fidelity variants resist through two different mechanisms. The second part of my thesis project consisted on characterizing several new low fidelity CVB3 RdRp variants in vivo. These variants were selected by the rational targeting of residues based on polymerase structure. The panel of low fidelity viruses, whose mutation frequencies range from 5. 6 mutations per 10 nucleotides to 11. 2 compared to 4. 3 mutations for wild type, presented a range of attenuation that correlated with their mutation frequencies. The most attenuated variants were unable to establish a productive infection in the heart or a long-term infection of the spleen. Our data also show that the variants that generate genetically more diverse populations harbor too many mutated or defective genomes, and not enough viable genomes, to ensure survival of the viral population when its size is significantly reduced as it occurs during a bottleneck event.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (152 f.)
  • Annexes : 367 Réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2012) 095
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 9637
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