Mécanismes adaptatifs facilitant l'alternance d'hôte chez le virus de la fièvre catarrhale ovine

Moreau Yannis. 2021. Mécanismes adaptatifs facilitant l'alternance d'hôte chez le virus de la fièvre catarrhale ovine. Montpellier : Université de Montpellier, 178 p. Thèse de doctorat : Ecologie, évolution, ressources génétiques, paléontologie : Université de Montpellier

Titre anglais : Adaptive mechanisms facilitating host alternation in bluetongue virus

Encadrement : Gutierrez, Serafin ; Loire, Etienne

Résumé : Les arbovirus forment un groupe polyphylétique d'espèces virales. Elles partagent la capacité d'infecter des arthropodes pour être transmise à différentes espèces d'hôte englobant les règnes animaux et végétaux. La convergence de virus aux architectures structurelles et génomiques si différentes vers ce mode de vie implique probablement des adaptations qui favorisent le maintien de ce cycle. Parmi elles, La variation du nombre de copie de gènes (VNCG) est un mécanisme candidat qui a récemment été mise en évidence chez un nanovirus de plante. Chez ce virus multipartite - dont les segments génomiques sont encapsidés individuellement - les fréquences de chacun de ces segments convergent vers une valeur spécifique dépendante de l'espèce hôte infectée. Nous questionnons ici le potentiel de la VNCG à jouer un rôle dans l'adaptation d'un arbovirus à génome segmenté (i.e. les segments sont séparés mais encapsidé au sein d'un même particule virale) : le virus de la fièvre catarrhale ovine (FCO). Le virus de la FCO est un virus de la famille des Reoviridae dont le génome se divise en dix segments. Nous avons développé une approche de RT-qPCR pour quantifier chaque segment génomique. Cette approche a été utilisée pour analyser des populations du virus de la FCO de sérotype 4 (FCO-4) issues d'un évènement épizootique naturel. Nous avons étudié les variations de fréquence de chacun de ses dix segments chez deux espèces de ruminant et chez le diptère Culicoides imicola, un des vecteurs principaux du virus de la FCO. Ces résultats présentent pour la première fois l'existence du phénomène de VNCG dans des populations naturelles d'un virus animal. De plus, des profils de fréquences de segments (formule génomique) dépendent de l'hôte infecté : ils sont similaires entre les hôtes ruminants et diffèrent entre ruminants et diptère. Ces résultats soutiennent un rôle potentiel de la VNCG dans l'adaptation à l'alternance d'hôte chez le virus de la FCO. Une approche d'infection expérimentale sur C. imicola nous a ensuite permit de démontrer que la formule génomique change lors de l'infection d'un nouvel hôte. Nous avons mis en évidence que les populations virales ayant une dissémination complète dans l'insecte ont une formule génomique différente de celles à dissémination incomplète. Ce résultat suggère un possible lien entre la VNCG et la valeur sélective de la population virale. Nos expérimentations in vitro montrent également que des formules génomiques spécifiques à un environnement donné peuvent être générées du premier cycle de réplication. Ce résultat suggère que la génération de la formule génomique implique des mécanismes déterministes encore inconnus. La VNCG constitue donc un phénomène potentiellement associé à l'adaptation au cycle en alternance du virus de la FCO-4. Son rôle plus large dans l'alternance d'hôte chez le virus de la FCO, voire chez d'autres arbovirus segmentés, mériterait d'être exploré.

Résumé (autre langue) : Arboviruses form a polyphyletic group of viral species. They share the ability to infect arthropods for transmission to different host species encompassing the animal and plant kingdoms. The convergence of viruses with such different structural and genomic architectures towards this way of life probably implies adaptations that favor its maintenance. Among them, variation in gene copy number (GCNV) is a candidate mechanism recently identified in a plant nanovirus. In this multipartite virus - whose genomic segments are individually packaged - the frequencies of each of these segments converge towards a specific value depending on the infected host species. We question here the potential of GCNV to play a role in the adaptation of an arbovirus with a segmented genome (i.e. the segments are separated but packaged within the same viral particle): the bluetongue virus (BTV). BTV is a virus of the Reoviridae family, whose genome is divided into ten segments. We have developed an RT-qPCR approach quantifying each genomic segment. This approach has been used to analyze populations of the serotype 4 BTV (BTV-4) resulting from a natural epizootic event. We studied the frequency variations of each of its ten segments in two ruminant species and in the dipteran midge Culicoides imicola, one of the main vectors of the BTV. These results present for the first time the existence of the phenomenon of GCNV in natural populations of an animal virus. In addition, segment frequency profiles (genomic formula) depend on the infected host: they are similar between ruminant hosts and differ between ruminant and diptera. These results support a potential role of GCNV in adaptation to host alternation in BTV. An experimental infection approach with C. imicola then allowed us to demonstrate that the genomic formula changes when a new host is infected. We showed that virus populations with complete dissemination in the insect have a different genomic formula than those with incomplete dissemination. This result suggests a possible link between GCNV and the selective value of the virus population. Our in vitro experiments also show that genomic formulas specific to a given environment can be generated from the first replication cycle. This result suggests that the generation of the genomic formula involves yet unknown deterministic mechanisms. GCNV is therefore a phenomenon potentially associated with adaptation to the alternating cycle of the BTV-4 virus. Its broader role in host alternation in BTV virus, and even in other segmented arboviruses, is worth exploring.

Mots-clés Agrovoc : virus bluetongue, fièvre catarrhale ovine, génome, hôte alternatif

Mots-clés complémentaires : Culicoides imicola

Classification Agris : L73 - Maladies des animaux
L70 - Sciences et hygiène vétérinaires - Considérations générales

Auteurs et affiliations

• Moreau Yannis, CIRAD-BIOS-UMR ASTRE (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/600779/)

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