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Yves GAUDIN : Présentation de l’équipe

Les rhabdovirus sont très répandus parmi une grande diversité d’organismes. Les prototypes sont le virus de la stomatite vésiculaire, un membre du genre Vesiculovirus, et le virus de la rage, un membre du genre Lyssavirus. Bien que négligés, les rhabdovirus restent un problème majeur de santé, raison pour laquelle ils méritent d’être étudiés.

Présentation de l’équipe

Les rhabdovirus sont des virus enveloppés ayant un génome constitué d’un ARN simple brin de polarité négative. Cette famille comprend de nombreux agents pathogènes humains, tels que le virus de la rage (RAV), responsable de 50 000 décès par an dans le monde et le virus Chandipura (CHAV), responsable d’épidémies d’encéphalite mortelle en Inde. En outre, le virus prototype de la famille, le virus de la stomatite vésiculeuse (VSV), a des propriétés oncolytiques et sa glycoprotéine est utilisée pour pseudotyper des vecteurs rétroviraux. La compréhension du cycle des rhabdovirus et de leurs interactions avec l’hôte a donc des conséquences en santé humaine. Nos projets s’organisent autour de trois thèmes.

Structure de la glycoprotéine des rhabdovirus
Le premier porte sur la structure de la glycoprotéine (G) des rhabdovirus. G joue un rôle essentiel lors des premières étapes de l’infection. Tout d’abord, en interagissant avec un récepteur cellulaire, elle permet l’attachement viral. Ensuite, après endocytose du virion, G subit un changement de conformation, induit par l’acidification de l’intérieur de l’endosome, depuis une forme pré-fusion vers une forme post-fusion. Cette transition structurale catalyse la fusion des membranes virale et endosomale. Pour comprendre la machine de fusion, nous utilisons des approches biochimiques et biophysiques (microscopie électronique -ME-, SAXS et cristallographie).

Figure 1 : Visualisation d’évènements de fusion entre VSV et des liposomes à pH 5.5 par microscopie électronique après coloration négative.

Nous avons visualisé des événements de fusion par ME (Figure 1) et résolu la structure des états pré et post-fusion de la G du VSV (Figure 2) ainsi que, plus récemment, la structure de conformations intermédiaires de la G de CHAV. Nous avons pu ainsi proposer un chemin pour la transition structurale de la glycoprotéine et montré que les intermédiaires étaient monomériques (Figure 3).

Figure 2 : Structures de l’ectodomaine de la glycoprotéine G du VSV. Représentation en ruban de G dans ses conformations trimériques pre- et post-fusion. Les trimères et les protomères correspondant sont colorés par domaines.

Figure 3 : Conformations intermédiaires adoptées par la glycoprotéine du virus Chandipura durant sa transition structurale.


Nous avons aussi déterminé la structure de la glycoprotéine du VSV en complexe avec deux domaines CR (cystein rich) de son récepteur naturel : le récepteur du LDL (LDL-R). Grâce à ce travail et au travail de mutagenèse qui a suivi, nous avons montré que la glycoprotéine du VSV avait évolué de façon à reconnaitre très spécifiquement les domaine CR qui sont présents dans les récepteurs membres de la famille du LDL-R qui contituent donc les récepteurs majoritaires du VSV (voire même les seuls) y compris en cellules d’insectes.

Immunité innée et contre-défenses virales
Le deuxième thème porte sur l’interaction entre le RAV et l’immunité innée. L’une des premières réponses cellulaires à l’infection est la production d’interféron (IFN), qui va activer des voies de signalisation et la transcription de gènes cellulaires, induisant un état antiviral. Les virus ont évolué de façon à contrer l’action de l’IFN. La protéine P du RAV inhibe la signalisation de l’IFN en bloquant la translocation nucléaire de STAT1 et la liaison de ce facteur à l’ADN. Il a par ailleurs été décrit que P inhibe la production d’IFN en empêchant la phosphorylation du facteur IRF-3. Enfin, P interagit également avec la protéine produit du gène PML (qui est induit par l’IFN) et bloque son activité antivirale. La protéine P est donc un antagoniste multifonctionnel de l’IFN qui cible plusieurs processus de l’immunité innée dans différents compartiments cellulaires.

Interactions hôtes-virus et usines virales
Le troisième thème porte sur les machineries cellulaires détournées par le RAV et VSV. Nous caractérisons, au niveau moléculaire, comment les virions et leurs composants sont transportés à travers la cellule, comment les rhabdovirus installent leurs usines virales dans le cytoplasme et comment les virons sont assemblés avant leur bourgeonnement au niveau d’une membrane cellulaire. Nous avons démontré que les corps de Negri, qui sont des corps d’inclusion formés dans le cytoplasme des cellules infectées, constituent des sites actifs de la synthèse d’ARN viral et sont en fait de véritables usines virales (figure 3).

Figure 4 : Les corps de Negri sont des usines virales. Mises en évidence des ARN viraux, visualisés par hybridation in situ (en rouge) au sein des corps de Negri (en vert).

Récemment, nous avons montré que les corps de Negri sont des organites liquides sans membrane, formés par séparation de phases. Ainsi, ils forment des structures sphériques capables de fusionner entre elles pour former une structure plus grande. Ils sont aussi capables de se déformer de manière réversible lorsqu’ils rencontrent une barrière physique. Par ailleurs, un choc hypotonique provoque leur dissolution rapide, suivie de la formation de plus petites inclusions sphériques. Finalement, les expériences de recouvrement de fluorescence après photoblanchiment (FRAP) ont démontré définitivement la nature liquide des corps et la capacité de la phosphoprotéine à faire la navette entre ceux-ci et le cytoplasme (Figure 5).

Figure 5 : A) Visualisation d’un corps de Negri (en bleu) par microscopie électronique. B) Images successives d’un film montrant deux corps de Negri en train de fusionner. Les cellules ont été infectées par un virus de la rage recombinant exprimant une protéine P fluorescente. C) Expériences de FRAP sur de la protéine P fluorescente et localisée dans les corps de Negri. Le recouvrement rapide de la fluorescence révèle les propriétés liquides des Corps de Negri.

Ainsi, les corps de Negri constituent une nouvelle catégorie d’organites sans membrane. De telle organites dont la nature physicochimique a seulement été récemment caractérisée sont présents dans les cellules eucaryotes et contribuent à la compartimentation de la cellule. Nous avons aussi montré que l’infection par le virus de la rage induit la formation de granules de stress qui sont aussi des organites liquides. De façon remarquable, ces granules de stress viennent au contact des usines virales mais ne sont pas capables de fusionner avec elles. Ceci révèle que les phases liquides qui constituent ces organites ne sont pas miscibles.

Les rhabdovirus constituent toujours un problème de santé majeur. Bien que le projet d’équipe soit essentiellement la recherche fondamentale, il peut conduire à la conception de nouvelles stratégies antivirales et donc avoir un impact en santé publique.

Mots Clefs

Rhabdovirus, Virus de la rage, Virus de la stomatite vésiculeuse, Virus Chandipura, Glycoprotéine, Fusion membranaire, Immunité innée, Usines virales, Interaction virus cellule, Structure des virus.

Contacts :


GAUDIN Yves [Directeur de Recherche - CNRS]
Département de virologie [Responsable]
Rhabdovirus [Responsable]
Cryo-microscopie électronique [Responsable Scientifique]
01 69 82 38 36 Gif - Bât 14


BLONDEL Danielle [Directeur de Recherche - CNRS]
Rhabdovirus
01 69 82 38 37 Gif - Bât 14

publié le , mis à jour le