Étude structurale et fonctionnelle de la protéine Pr55Gag du VIH-1 en association avec le signal d’encapsidation de l’ARN génomique

Structural and functional study of the HIV-1 Pr55Gag protein in association with the genomic RNA packaging signal

• Auteur / Autrice : Charlotte Bussienne
• Direction : Serena Bernacchi, Marc Ruff
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Virologie : aspects moléculaires et médicaux
• Date : Soutenance le 27/01/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Architecture et réactivité de l'ARN (Strasbourg ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Maria Dimitrova
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Serge Bouaziz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Carine Tisné, Olivier Mauffret

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasmides

Aspect moléculaire

Infections à VIH

Interactions ARN-protéine

Protéines virales

Mots clés libres

VIH-1

Assemblage viral

Encapsidation de l’ARNg

Relation structure/fonction

Précurseur Gag

HIV-1

Viral assembly

GRNA encapsidation

Structure/function relationship

Gag precursor

Résumé

Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) sélectionne son ARN génomique (ARNg) parmi de nombreux ARN cellulaires et viraux épissés impliquant des interactions spécifiques entre la protéine Gag et le signal d’encapsidation de l’ARNg. Pour que l’ARN soit encapsidé dans les particules virales, son interaction avec Gag doit devenir non spécifique. Actuellement, les mécanismes moléculaires impliqués dans la sélection et l’encapsidation de l’ARNg par la protéine Gag ne sont pas entièrement compris. Mon projet de thèse combine des analyses structurales et fonctionnelles pour caractériser et visualiser l’interaction de Gag avec l’ARNg et pour déterminer le rôle des partenaires d’un domaine de Gag (p6) dans les changements de spécificités d’interactions entre Gag et l’ARNg. Pour cela, j’ai optimisé la production des protéines en cellules de mammifères et j’ai résolu la structure de Gag à 7 Å par CryoEM. J’ai initié la caractérisation des complexes entre Gag et ses partenaires en utilisant différentes méthodes biophysiques. Ces informations permettront d’identifier précisément les zones de contact protéine/ARN qui assurent la reconnaissance spécifique de l’ARN par Gag et de déterminer le rôle des partenaires de p6 pour l’encapsidation de l’ARNg. À plus long terme, ce travail apportera des informations pour identifier des inhibiteurs de cette interaction.

Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) selects its genomic RNA (gRNA) from many cellular and spliced viral RNA involving specific interactions between Gag protein and the gRNA packaging signal. To allow RNA encapsidation in viral particles, its interaction with Gag must become nonspecific. Currently, the molecular mechanisms involved in the selection and packaging of gRNA by the Gag protein are not fully understood.My phD project combines structural and functional analyses to characterize and visualize the interaction of Gag with gRNA and to determine the role of p6 domain’s partners of Gag in the changes of specificity of interactions between Gag and gRNA. For this purpose, I optimized proteins production in mammalian cells and solved the structure of Gag at 7 Å resolution by CryoEM. I initiated the characterization of the complexes between Gag and its partners using different biophysical methods.This information will allow to precisely identify the protein/RNA contact areas that ensure the specific recognition of RNA by Gag and to determine the role of p6 partners for the encapsidation of gRNA. In the longer term, this work will provide information to identify inhibitors of this interaction.