Caractérisation du mécanisme de transport nucléo-cytoplasmique de la protéine P25 et mise en évidence d'interactions entre les protéines de mouvement du virus des nervures jaunes et nécrotiques de la betterave
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) is responsible for rhizomania disease of sugar beet. Its genome is composed of 4 or 5 plus-sense RNAs. The results described in this thesis concern (1) the nucleo-cytoplasmic transport of the protein P25 coded by BNYVV RNA 3 and its influence on symptomatology, and (2) the subcellular localization and the interactions among the three viral proteins implicated in cell-to-cell movement of the virus. Previous studies showed that P25 is responsible for the typical symptoms of rhizomania. By means of laser scanning confocal microscopy, I have shown that P25 fused to GFP localizes to both the cytoplasm and the nucleus of infected cells. Both a nuclear localization signal (NLS) and a nuclear export signal (NEMS) were detected on P25. The transport of P25 from the cytoplasm to the nucleus involved a direct interaction between the NLS and importin-a. Nuclear export required the NEMS sequence and occured by the Exportin1 pathway. Mutagenesis of potential phosphorylation sites on P25 indicated that its nuclear-cytoplasmic trafficking was regulated by protein kinases. A correlative study of leaf symptoms and the subcellular localization of wild-type and mutant P25's expressed in the context of a viral infection showed that nuclear import-deficient P25 mutants did not induce the leaf symptoms associated with P25 expression. Finally, one-hybrid experiments revealed that P25 can activate transcription of reporter genes in yeast. Taken together, these results suggest that P25, which contains a Zn-finger motif and a C-terminal acidic domain, could modulate transcription of cellular genes, and this could explain the characteristic symptoms of rhizomania. In the second part of my thesis, I have used electron microscopy to show that the BNYVV movement proteins TGBp1 and TGBp2 co-localize at plasmodesmata of BNYVV-infected cells. The existence of interactions between the two proteins was confirmed by farwestern and co-immunoprecipitation experiments.
Abstract FR:
Le BNYVV est responsable de la rhizomanie de la betterave sucrière. Son génome est consitué de 4 à 5 RNA de polarité positive. Les résultats décrits dans ce mémoire concernent, d'une part, l'étude du transport nucléo-cytoplasmique de la protéine P25 codée par le RNA3 ainsi que son influence sur la symptomatologie, et d'autre part, la localisation subcellulaire et l'étude des interactions entre les trois protéines virales impliquées dans le mouvement à courte distance du virus. Des études antérieures ont montré que la P25 est responsable des symptômes typiques de la rhizomanie. Grâce à des observations en microscopie confocale, j'ai montré que la P25 fusionnée à la GFP, se localise dans le cytoplasme et dans le noyau des cellules infectées. J'ai mis alors en évidence sur la P25, un signal de localisation nucléaire (NLS) ainsi qu'un signal d'exportation nucléaire (NEMS). Le transport de la P25 du cytoplasme vers le noyau fait intervenir une interaction directe entre la séquence NLS et l'importine a. L'exportation nucléaire, quant à elle, se fait grâce à la séquence NEMS par la voie des Exportines1. Des expériences de mutagénèse dirigée sur des sites potentiels de phosphorylation semblent montrer que la régulation du transport nucléo-cytoplasmique fait intervenir des protéines kinases. Des études sur la symptomatologie foliaire et la localisation subcellulaire des P25, sauvage ou mutées, exprimées en contexte viral, montrent que les formes mutées de la P25, incapables de transiter dans le noyau, n'induisent plus les symptômes associés à l'expression de la P25. Enfin, des expériences de "simple hybride" ont révélé que la P25 était capable d'activer la transcription de gènes rapporteurs de levure. L'ensemble de ces résultats, nous laisse penser que la P25, qui contient en outre un motif " doigt à zinc " et un domaine C-terminal acide, pourrait moduler la transcription de gènes cellulaires, ce qui expliquerait les symptômes caractéristiques de la rhizomanie. Dans une deuxième partie, j'ai montré, par microscopie électronique que les protéines de mouvement TGBp1 et TGBp2 colocalisaient au niveau des plasmodesmes de cellules infectées par le BNYVV. L'existence d'interactions entre ces deux protéines a été confirmée par des expériences de farwestern et de co-immunoprécipitation.