Caractérisation du complexe de fusion des rhabdovirus.
Résumé
The membrane fusion is a common biological processes found in particular during exocytosis, intracellular trafficking or the entry of viruses into cells. As case of rhabdoviruses, a family where there are particular rabies virus (RV) and Vesicular stomatitis virus (VSV), this function is ensured by slightly acidic pH glycoprotein G. This protein exists in at least three distinct conformations: at pH neutral, it is present in a native conformation (N). After a brief incubation at pH acid, it is present in an active conformation (A), under which it is capable interact with a target membrane via a hydrophobic peptide. Finally, after prolonged incubation at acidic pH, it appears as an inactivated conformation (I) and is then unable to induce membrane fusion. Unlike all the other families viruses studied to date, there is a balance between these pH-dependent conformations. Many data in various systems suggest that a single protein would not sufficient to catalyze the process of membrane fusion, but to a machinery consisting of more or less fusogenic protein is necessary. In this work, we studied some properties of the complex fusion rhabdoviruses. We have thus shown that it was large and that it was probably greater than had been proposed for other viral families. Moreover, it appeared the complex merger of rabies virus N was not a single architecture possible, but that there were rather different types of complex. Then, the observation by electron microscopy of viral particles in the process of merge with liposomes showed us that the process of fusion induced by VSV is always produced by the base and that he s accompanied with a complete rearrangement glycoproteins on the surface of the virus following a helical network. Finally, we are able to isolate the ectodomain of G and to obtain crystals diffracting to 3.5 Å, which allows to envisage a resolution of the structure of G. The study of the interaction between the ectodomain of G and liposomes allowed us to reproduce the observed helical networks on the surface of the virus and study their properties. The aggregate of these data allowed us to propose a new model for merger process among rhabdoviruses, but it could also be relevant for of other viral families.
La fusion membranaire est un processus biologique courant que l'on retrouve notamment lors de l'exocytose, du trafic intracellulaire ou de l'entrée des virus dans les cellules. Dans le cas des rhabdovirus, une famille où l'on retrouve notamment le virus de la rage (RV) et le virus de la stomatite vésiculaire (VSV),cette fonction est assurée à pH légèrement acide par la glycoprotéine G. Cette protéine existe sous au moins trois conformations distinctes : à pH neutre, elle est présente sous une conformation native (N). Après une brève incubation à pH acide, elle est présente sous une conformation activée (A), sous laquelle elle est capable d'interagir avec une membrane cible par l'intermédiaire d'un peptide hydrophobe. Enfin, après une incubation prolongée à pH acide, elle apparaît sous une conformation inactivée (I) et est alors incapable d'induire la fusion membranaire. Contrairement à toutes les autres familles virales étudiées à ce jour, il existe un équilibre dépendant du pH entre ces conformations. De nombreuses données dans divers systèmes suggèrent qu'une protéine unique ne serait pas suffisante pour catalyser les processus de fusion membranaire, mais qu'au contraire une machinerie constituée d'un nombre plus ou moins important de protéines fusogènes serait nécessaire. Au cours de ce travail, nous avons étudié certaines propriétés du complexe de fusion des rhabdovirus. Nous avons ainsi montré qu'il était de grande taille et qu il était probablement plus grand que ce qui avait été proposé pour d autres familles virales. De plus, il est apparu que le complexe de fusion du virus rabique n avait pas une unique architecture possible, mais qu il existait au contraire divers types de complexe. Ensuite, l'observation par microscopie électronique de particules virales en train de fusionner avec des liposomes nous a montré que le processus de fusion induit par VSV se produisait toujours par la base et qu il s accompagnait d une redisposition complète des glycoprotéines à la surface du virus suivant un réseau hélicoïdal. Enfin, nous sommes parvenu à isoler l ectodomaine de G et à en obtenir des cristaux diffractant à 3,5 Å, ce qui permet d envisager à terme une résolution de la structure de G. L étude de l interaction entre l ectodomaine de G et des liposomes nous a permis de reproduire les réseaux hélicoïdaux observés à la surface du virus et d étudier leurs propriétés. L ensemble de ces données nous a permis de proposer un nouveau modèle pour le processus de fusion chez les rhabdovirus, mais il pourrait également être pertinent pour d autres familles virales.