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Dernière mise à jour : Mai 2021

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UMR DGIMI Diversité, Génomes Interactions Microorganismes-Insectes

Axe de recherche 1. Mécanismes en jeu lors de la production des particules de PDV chez le parasitoïde

Nous nous intéressons dans cet axe à mieux comprendre les étapes de la réplication virale conduisant à la production de particules spécifiquement dans les cellules du calyx pendant les stades nymphal et adulte du parasitoïde femelle.

Une première étape a été de caractériser l’architecture génomique des séquences virales endogènes chez H. didymator. Le génome de H. didymator a ainsi été séquencé montrant que les régions virales étaient dispersées dans le génome de la guêpe (Legeai et al, 2020). Nous avons en effet pu identifier 60 loci proviraux dans le génome de H. didymator, répartis entre 32 scaffolds et séparés par de larges portions de séquences de la guêpe. Ils correspondent soit à des régions portant des gènes provenant de l’ancêtre viral, ou « gènes de réplication », car impliqués dans la production des particules, soit à des séquences servant de matrice aux molécules d’ADN circulaires, ou « segments » qui sont ensuite incorporés dans les particules et transférés lors du parasitisme (Figure 2).

Figure 2

Figure 2. Organisation des séquences de polydnavirus intégrées au génome de la guêpe parasitoïde. Ces séquences correspondent soit à des segments (à droite) soit à des clusters de gènes de réplication (à gauche). Les gènes de réplication proviennent du virus ancêtre et sont impliqués dans la production des particules virales. Ils sont exprimés spécifiquement dans les cellules du calyx chez la nymphe et l’adulte. Ces gènes ne sont pas encapsidés. A contrario, les segments sont excisés, circularisés, puis incorporées dans les particules virales. Ils portent un ensemble de gènes qui seront exprimés dans les tissus de la chenille parasitée. Leurs produits sont responsables des altérations de la physiologie de la chenille nécessaires au développement du parasitoïde. Figure extraite de la publication de l’équipe DOI : 10.1684/vir.2020.0835.

Nous cherchons maintenant à décrypter la fonction des gènes viraux maintenus dans le génome de la guêpe au cours de l’évolution. Un total de 54 gènes appartenant potentiellement à la machinerie ichnovirale ont été identifiés dans le génome de H. didymator (répartis en 5 clusters et 1 gène isolé). A part quelques rares exceptions, aucun de ces gènes ne présente de similarité avec des gènes connus, et leur fonction effective dans la formation des particules virales reste à démontrer. Pour comprendre leur rôle, nous avons recours la technologie de l’ARN interférence pour inhiber leur expression in vivo. Les conséquences du knockdown sur la réplication de HdIV sont ensuite étudiées en combinant microscopie électronique et différentes approches « omiques » et fonctionnelles.

Une première étude a été réalisée pour six gènes candidats, choisis parce que fortement exprimés dans les calyx de nymphes et parce que codant des protéines identifiées lors de l’analyse protéomique des particules virales purifiées (Lorenzi et al, 2019). Cette toute première analyse fonctionnelle de la production de particules d'origine virale chez une guêpe ichneumonide a montré que les gènes étudiés étaient nécessaires à la morphogenèse et au trafic cellulaire des particules virales, et que leurs fonctions sont celles attendues de gènes viraux classiques (Figure 3).

Figure 3

Figure 3. Représentation schématique de la morphogenèse des virions d’ichnovirus. Les ichnovirus ont une morphogenèse atypique, permettant aux cellules du calyx de produire des particules tout au long de la vie de la femelle parasitoïde. Des virions entourés d’une enveloppe sont assemblés dans le noyau des cellules du calyx, ils bourgeonnent ensuite au niveau de l’enveloppe nucléaire, migrent vers la membrane plasmique au niveau de laquelle ils sont sécrétés vers la lumière des oviductes, en acquérant une deuxième enveloppe. En inhibant l’expression des gènes cibles par ARN interférence, nous avons pu identifier un gène (IVp12-1) impliqué dans la formation du stroma virogène, deux gènes (U23 et IVSP4-1) impliqués dans l’assemblage des nucléocapsides, deux gènes (U22 et IVSP3-1) impliqués dans la sortie des virions du noyau et un gène (IVp53-2) impliqué dans la sortie des virions de la cellule. Figure extraite de la publication de l’équipe DOI : 10.1371/journal.ppat.1008210.