Etude de la relation hôte pathogène du système Acanthamoeba/Mimivirus – MIMIVIRUS

La découverte de Mimivirus et le séquençage de son génome de 1.2Mb ont ébranlé le monde de la virologie et de l'évolution. La taille, le nombre de gènes, et la classification phylogénétique de son génome remettaient en cause plusieurs propriétés caractéristiques des virus, et les idées traditionnelles sur leur évolution. Même si, depuis les années 90, des génomes viraux de tailles croissantes s'accumulaient dans les bases de données, celui de Mimivirus représente une double rupture: quantitativement il est le premier à posséder plus de gènes que certains micro-organismes cellulaires, qualitativement, il « brise le moule » en contenant plusieurs éléments centraux de l'appareil de traduction des protéines, dont 4 amino-acyl tRNA synthétases. Jusqu'alors, la traduction des protéines restait le seul critère absolu distinguant tous les types de virus de tous les organismes cellulaires. Bien qu'exceptionel, Mimivirus n'en n'arbore pas moins un ensemble de gènes communs aux familles de grands virus à ADN comme les Poxvirus, les Iridovirus, ou les Phycodnavirus (virus d'algues). Les données de métagénomique montrent également que des membres de la famille de Mimiviridae sont abondants dans l'environnement marin. Mimivirus pourrait donc être interprété comme un 'fossile vivant' suggérant que les grands virus à ADN pourraient provenir d'ancêtres aussi complexes que les organismes cellulaires primitifs, et qu'ils auraient subi une évolution réductive similaire à celle subie par les bactéries parasites intracellulaires. Les caractéristiques inattendues de Mimivirus, et son ancrage controversé dans l'Arbre de la Vie, ont déclenché un débat violent mais salutaire, grâce auquel toutes les hypothèses, nouvelles comme anciennes, sont réexaminées. Des propositions outrageuses, telles que 'les virus ont inventé l'ADN', 'le noyau provient d'un ancien virus', 'les virus dérivent d'un ancien noyau', ou 'les virus sont, sous une forme parasite, les seuls survivants d'un quatrième domaine du Vivant', sont réévaluées dans cet axe de recherche nouveau. Notre projet vise à alimenter ce débat théorique en données expérimentales précises sur le cycle de réplication de Mimivirus dans son hôte Acanthamoeba en focalisant sur la phase d'éclipse. Nous proposons trois types d'expérience. D'abord, une étude exhaustive du transcriptome de l'interaction hôte-pathogène par deux techniques complémentaires : le séquençage de cDNAs par la technique de pyroséquençage 454 et un 'tiling array' Agilent. L'interprétation de ces expériences ouvrira la voie à une série d'études in vivo visant à élucider les mécanismes cellulaires impliqués dans la réplication de Mimivirus, avec deux questions principales : comment ce virus cytoplasmique met-il en œuvre des fonctions typiquement nucléaires ? Quelle fonctions de la cellule hôte sont-elles détournées, et comment ? (avec une attention particulière pour la production d'énergie et la synthèse des protéines). Notre but principal est de comprendre quelles interactions entre le pathogène et son hôte aboutissent à la mise en place des 'usines à virus', et en quelle mesure ces organelles transitoires ressemblent à un noyau primitif et en récapitule éventuellement l'évolution. Ces études in vivo seront faites en parallèle sur des amibes infectées ou non et incluront: 1) l'expression et la localisation différentielle des produits d'une sélection de gènes de Mimivirus, 2) l'utilisation d'ARNi pour bloquer l'expression de certains gènes de Mimivirus et en étudier les conséquences sur le cycle viral et l'hôte, 3) l'identification d'interactions protéine-protéine. Ces études utiliseront les plateformes de protéomique et d'imagerie (microscopie électronique et fluorescence) de notre institut. Les analyses du transcriptome permettront une cartographie à la fois spatiale (5' à 3') et temporelle de l'expression des gènes de Mimivirus, incluant des ARN non-codants éventuels. Il en résultera une annotation du génome de Mimivirus d'une précision en