Virus influenza A, Interactions virus-hôte, Polymérase, Transcription, Vol de coiffe, Ribonucléoprotéine virale, Interaction ARN-protéine, TDP-43

Les virus influenza de type A sont des pathogènes majeur à l'échelle mondiale, responsables d'épidémies saisonnières et de pandémies grippales aux conséquences sanitaires et économiques importantes. Ce sont des virus au génome ARN segmenté de polarité négative. Chaque segment est encapsidé avec des oligomères de la nucléoprotéine virale (NP) et associé à une copie de la polymérase virale hétérotrimérique (FluPol : PB1, PB2, PA). L'ensemble forme les ribonucléoprotéines virales (vRNP) qui correspondent aux unités fonctionnelles de la transcription/réplication du génome viral. Chez les virus influenza, contrairement à la majorité des virus à ARN, la transcription et la réplication se déroulent dans le noyau des cellules infectées et s'accompagnent d'un détournement des machineries nucléaires de la cellule hôte. Dans les cellules eucaryotes, les ARNm forment des ribonucléoprotéines messagères (mRNPs) par l'association avec des protéines qui contrôlent par exemple leur maturation, leur export nucléaire, leur localisation ou leur stabilité. Les ARNm viraux, comme les ARNm cellulaires, sont coiffés en 5' et polyadénylés en 3', mais sont synthétisés par la FluPol selon des mécanismes particuliers, qui conditionnent probablement la nature des protéines incorporées au sein des mRNPs virales. Nous avons entrepris de caractériser l'interactome de l'ARNm codant pour la NP virale dans des cellules infectées par un virus influenza de type A. En collaboration avec M. Hentze (EMBL, Heidelberg), la capture spécifique de cet ARNm, suivie de l'analyse par spectrométrie de masse des protéines associées et fixées de manière covalente par un traitement aux UV, a permis d'identifier un ensemble de 16 protéines défini comme le core interactome. Après avoir étudié l'implication de ces protéines dans la multiplication virale au moyen d'ARN interférents, j'ai mis en évidence un rôle proviral pour cinq d'entre elles. Parmi ces dernières, je me suis concentrée sur TDP-43, une protéine ubiquitaire impliquée dans le métabolisme de l'ARNm et associée à des pathologies neurodégénératives. Mes travaux ont montré que la déplétion de TDP-43 entraîne une réduction de l'accumulation des transcrits viraux et des protéines virales, ainsi que de la production des particules virales infectieuses. La liaison de TDP-43 à l'ARNm viral n'a lieu que s'il est synthétisé par la FluPol (et non par l'ARN polymérase II cellulaire - Pol II) et est médiée par une interaction entre la FluPol le domaine C-terminal désordonné de TDP-43. Dans leur ensemble, ces travaux révèlent l'importance de TDP-43 dans le cycle de multiplication virale et le rôle de la FluPol dans le recrutement de facteurs cellulaires pour l'assemblage des mRNPs virales. L'initiation de la transcription des ARNm viraux repose sur le mécanisme de vol de coiffe par la FluPol, qui dépend de son association physique avec une Pol II cellulaire active. La synergie entre les équipes de S. Cusack (EMBL, Grenoble) et P. Cramer (Max Plank Institute, Göttingen) a permis la reconstitution du complexe FluPol-Pol II en présence du facteur d'élongation DSIF, et la résolution de sa structure par cryo-microscopie électronique en conformation pré- et post-clivage de l'ARN cellulaire coiffé. Les données structurales montrent comment la FluPol est arrimée à la Pol II et comment son domaine endonucléase est positionné face au canal de sortie de l'ARN de la Pol II. Elles révèlent deux interfaces d'interaction entre PA-DSIF et PB2-Pol II. Ma contribution a été de valider l'importance fonctionnelle de ces interfaces in cellulo, après la mutagénèse de résidus conservés de la FluPol à l'interface avec Pol II et DSIF. J'ai observé un effet de certaines de ces mutations sur l'activité globale de la FluPol et la synthèse des ARNm viraux dans un système minigénome, ainsi que sur le phénotype et la stabilité du génotype de virus recombinants.