L’infection par le virus de l’hépatite C (HCV) est une cause majeure de maladies hépatites sévères et constitue un problème majeur de santé public. Le HCV est associé aux lipopoprotéines formant une lipoviroparticule (LVP) qui est la forme infectieuse du virus. L’apolipoprotéine E (apoE), associée aux lipoprotéines, est impliquée dans les étapes précoces et tardives de l’infection. Elle interagit avec de récepteurs impliqués dans le métabolisme lipidique tels les héparanes sulfates protéoglycanes (HSPG). Durant ma thèse, j’ai démontré que les acides aminés chargés positivement du domaine de liaison aux HSPG d’apoE sont impliqués dans l’entrée du HCV dans l’hépatocyte. J’ai également démontré que la production et/ou l’infectiosité des particules virales est corrélée au taux d’expression d’apoE dans les cellules sans avoir d’impact sur la traduction ou la réplication virales. Enfin, j’ai identifié syndecan-4, un membre de la famille des HSPG, comme l’HSPG principal impliqué dans l’entrée du HCV dans les lignées Huh7.5.1. L’ensemble de ces résultats démontre qu’HCV utilise l’interaction apoE-SDC4 pour établir une infection virale efficace. / Hepatitis C virus (HCV) infection is a major cause of liver disease worldwide and represents a major health problem. HCV associates with host lipoproteins forming host/viral hybrid complexes termed lipoviral particles. Apolipoprotein E (apoE) is a lipoprotein component that interacts with heparan sulfate proteoglycans (HSPG) to mediate hepatic lipoprotein uptake, and may likewise mediate HCV entry. I sought to define the functional regions of apoE with an aim to identify critical apoE binding partners involved in HCV infection. I demonstrated a direct correlation of apoE expression and HCV infectivity, whereas no correlation exists with viral protein translation or replication. Mutating the HSPG binding domain (HSPG-BD) of apoE revealed key residues that are critical for mediating HCV infection. Finally, I identified Syndecan-4 (SDC4), an HSPG family member, as the principal HSPG mediating HCV entry. Our data demonstrate that HCV uses apoE-SDC4 interactions to enter hepatocytes and establish efficient viral infection.

La protéine NCp7 du VIH-1 est une cible thérapeutique de choix car, en plus d’être conservée, elle intervient lors de nombreuses étapes du cycle rétroviral. A ce jour, peu de données existent concernant l’interaction possible de NCp7 avec les membranes lipidiques. Or il a récemment été montré que, lors de l’assemblage des virions, le précurseur Gag adopte une conformation repliée qui permettrait à son domaine NC d’interagir avec la membrane plasmique. Dans le but de tester cette hypothèse nous avons utilisé NCp7 sous sa forme mature. Nos résultats indiquent que NCp7, libre ou liée à des acides nucléiques, se lie aux membranes lipidiques chargées négativement, possède la capacité de recruter les lipides chargés négativement de manière à optimiser sa liaison sur la membrane et peut également déstabiliser ces membranes. Finalement, en utilisant un système modèle, nous avons mis au point les conditions de travail pour la poursuite de cette étude à l’aide de la microscopie super-résolutive. / The NCp7 protein is an interesting antiviral target since it is conserved and plays a numerous key roles in the HIV-1 replication cycle. Interestingly, while only few data are currently available on the possible interaction of NCp7 with lipid membranes, it has been recently shown that during assembly, the Gag precursor can adopt a bent conformation where the NC domain may interact with the plasma membrane. In order to check this hypothesis we used the mature NCp7. Our data indicated that the NCp7 protein, free or bound with nucleic acids, binds to negatively charged lipid membrane with high affinity, can recruit negatively charged lipids to optimize its binding to lipid membranes and has the ability of to destabilize negatively charged lipid membranes at high concentrations. Finally, by using a receptor/ligand model system we established the working conditions to investigate Gag/membrane interactions by high resolution microscopy.

Le beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) est un phytovirus qui possède un génome segmenté à ARN de polarité positive. L’ARN3 viral renferme le domaine « core » qui contient une séquence de 20 nucléotides appelée « coremin », indispensable au mouvement systémique du virus chez Beta macrocarpa. L’ARN3 subit un processus de dégradation qui conduit à la formation d’un ARN non codant (ncRNA3) correspondant à son extrémité 3’. Ce dernier est stabilisé par la séquence « coremin » à son extrémité 5’. Grâce à l’outil génétique levure, l’exoribonucléase Xrn1 puis l’exoribonucléase XRN4 de plante ont été identifiées comme étant responsable de l’accumulation du ncRNA3 à partir d’ARN3. Nous avons démontré in vitro que l’accumulation de ncRNA3 est liée au blocage de Xrn1 par « coremin ». La protéine virale p14, un suppresseur du RNA silencing codée par l’ARN2, est aussi nécessaire au mouvement systémique du virus et interagit avec la séquence « coremin ». Nos travaux confirment que l’ARN3 est capable de complémenter partiellement un mutant allélique de p14 dans l’infection locale et systémique. Nos résultats mettent en évidence un effet de la protéine p14 sur la systémie du RNA silencing et sur une éventuelle cible cellulaire RDR6. / The beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) is a multipartite positive-stranded RNA phytovirus. The RNA3 contains a « core » sequence in which resides the « coremin » motif of 20 nucleotides absolutely required for the viral systemic movement in Beta macrocarpa. The RNA3 undergoes a process that produces a noncoding RNA3 (ncRNA3), stabilized by « coremin » at its 5’ end. Using a yeast genetic approach, the exoribonuclease Xrn1 and plant XRN4 have been identified as being responsible for the ncRNA3 accumulation from RNA3 processing. In vitro, we showed that the ncRNA3 accumulation is due to the stalling of Xrn1 by “coremin”. The viral p14 protein, an RNA silencing suppressor encoded by the RNA2, is also required for the systemic movement and interacts with the “coremin” sequence. Our studies demonstrated the ability of RNA3 to partially complement an allelic p14 mutant in local and systemic infections. Our data highlighted an effect of the p14 protein on the RNA silencing movement and on the potential cellular target RDR6.

La protéine de nucléocapside (NC) du virus de l’immunodéficience humaine (VIH-1) joue un rôle majeur dans les différentes étapes du cycle viral du VIH-1 : soit comme domaine fonctionnel de la polyprotéine Gag (NC-Gag) dans les phases tardives du cycle viral, soit sous sa forme mature NCp7 dans les phases précoces. Afin de mieux comprendre le rôle de la forme mature dans le cycle viral, nous avons cherché de nouveaux partenaires cellulaires spécifiques de la NCp7 et identifié la protéine nucléolaire, hNoL12, impliquée dans la maturation des ARNs ribosomaux. L’interaction NCp7/hNoL12 a été confirmée par co-IP, FRET-FLIM et double hybride chez la levure et le domaine d’interaction a été localisé entre les a.a. 22 et 61 correspondant au domaine 5’-3’-exonucléase de hNoL12. Nous avons développé un test pour caractériser cette activité et montré qu’elle est spécifique des ARN simples brins. Enfin, l’extinction de l’expression de hNoL12 entraine une diminution significative de l’infection par un lentivecteur modèle des phases précoces de l’infection soulignant l’implication fonctionnelle de hNoL12 dans cette phase de l’infection. Dans un second projet, nous nous sommes intéressés au devenir de la NCp7 dans les cellules infectées, suite à la transcription inverse. Nous avons généré des vecteurs lentiviraux composés de protéines NCp7 fusionnées à une étiquette tétracysteine permettant son marquage spécifique avec le dérivé de la fluorescéine (FlAsH). Nous avons alors étudié, par microscopie confocale, la distribution intracellulaire de la NCp7 dans des conditions proches de l’infection. Nos résultats indiquent qu’une grande partie de la NCp7 se dissocie du PIC durant son transport dans le cytoplasme. Toutefois, la perte de la NCp7 est une étape tardive qui se déroule proche du noyau confirmant ainsi que la décapsidation a lieu à la membrane nucleaire juste avant l’entrée du complexe de préintegration dans le noyau. Le troisième projet a porté sur le développement d’antiviraux ciblant la NCp7. Nous avons travaillé sur la vectorisation et la caractérisation des propriétés antivirales en milieu cellulaire, d’un peptide sélectionné in vitro pour sa capacité à inhiber l’action chaperonne de la NCp7. L’activité antivirale du peptide vectorisé vis-à-vis d’une infection par un vecteur lentiviral basé sur le VIH-1 s’est révélée décevante. / The Human Immunodeficiency Virus-1 (HIV-1) nucleocapsid protein (NC) plays a major role in the different steps of theviral lifecycle under its two forms; either as a domain of the polyprotein Gag (NC-Gag) in the late phase or as a matureNCp7 protein in the early phase. In order to better understand the role of the mature form in the viral cycle, we searchedfor new NCp7 specific cellular partners and identified the nucleolar protein hNoL12 which is known to be involved inthe maturation of ribosomal RNAs. The NCp7/hNoL12 interaction was confirmed by co- IP, FRET-FLIM, and yeast twohybrid. The interaction domain was localized between a.a. 22 and 61 on hNoL12; which corresponds to its putative 5’-3’-exonuclease domain. We developed an assay to monitor this activity and found it to be specific of single strand RNA.Finally, the cellular knockdown of hNoL12 resulted in a significant decrease in the infection by a pseudovirus mimickingthe early phase of the infection, emphasizing the functional involvement of hNoL12 in this phase. In a second project, wewere interested in the fate of the viral incoming NCp7 in the infected cells, after reverse transcription. We thus generatedlentiviral vectors composed of NCp7 fused to a tetracysteine tag enabling its specific labeling with the fluoresceinderivative FlAsH. We then studied by confocal microscopy, the intracellular distribution of NCp7 containing viralparticles in conditions close to the infection. Our results showed that an important proportion of the NCp7 moleculesdissociates from the PIC during its transport in the cytoplasm. However, the loss of NCp7 is a late step of this processand seems to take place close to the nucleus suggesting that the dissociation of the capsid occurs at the nuclear membranejust before the nuclear entry of the PIC. The third project concerns the development of antiviral inhibitors targetingNCp7. We worked on the vectorization and the characterization of the antiviral properties of a peptide selected in vitrofor its ability to inhibit the NCp7 chaperone activity. The inhibitory activity of the vectorized peptide on infection ofHeLa cells by a HIV-1 based lentiviral vector was found deceiving.

L’infection virale compatible des plantes est une cause majeure des pertes de rendements des récoltes. Nousavons analysé, suite à une infection par les tobamovirus, les réponses de l’hôte au niveau de la régulation del’expression des gènes ainsi qu’au niveau des mécanismes moléculaires déterminant l'infection. Des plantesd'Arabidopsis infectées par le Virus de la mosaïque du colza (ORMV) ont été utilisées pour étudier leschangements d’expression des gènes induits par le virus. Conformément à l'expression d'un suppresseur desilencing par le virus, les forts changements de populations d’ARNs ne corrèlent pas d’une façon significativeavec les changements de taux d’ARNm cibles. En se concentrant sur les altérations des processusphysiologiques, deux gènes potentiellement impliqués dans les réponses à l'infection virale ont étéfonctionnellement caractérisés. Le premier gène code pour CIPK12. L’ARNm issu de ce gène montre uneaccumulation suite à une infection par ORMV. De plus, l'expression transitoire de CIPK12 dans des feuilles deN. benthamiana semble inhiber la propagation de l’ORMV dans cet hôte. La deuxième protéine étudiée dansce travail est CDC48B qui s'accumule suite à une infection tobamovirale et agit dans la maintenance desmembranes du réticulum endoplasmique (RE). De plus, CDC48B interagit avec la MP virale qui s’accumuledans des inclusions associées aux membranes du RE en vue d’améliorer son extraction des membranes et salocalisation au niveau des microtubules et dans le cytosol. Ainsi, deux protéines induites par l’infection viraleavec un potentiel d'interagir avec la MP virale et d'influer sur son activité lors de l'infection, sont décrites danscette thèse. / Infection of crop plants with compatible viruses is a major cause of losses in harvest yield. Here, we analyzedhost responses to tobamovirus infection at the level of gene regulation and expression, and at the level ofmolecular mechanisms determining the outcome of infection. ORMV-infected Arabidopsis plants were used toaddress virus-induced changes in gene expression. Consistent with the expression of a silencing suppressor bythe virus, strong changes in sRNA populations in virus-infected plants are not significantly correlated withcorresponding changes in the levels of the corresponding mRNA targets. Focusing on altered physiologicalprocesses, two genes with potential involvement in responses to virus infection were functionallycharacterized. The first gene encodes CIPK12, a (CBL)-interacting protein kinase, involved in decodingcalcium signatures. The mRNA of this gene accumulates upon ORMV infection and further observationsprovide evidence indicating that the regulation of the CIPK12 mRNA level occurs at the post-transcriptionallevel. Transient expression of CIPK12 in N. benthamiana leaves appears to inhibit the cell-to-cell spread ofORMV in this host. The second protein addressed in this work is CDC48B. CDC48B accumulates upontobamoviral infection and functions in ER-membrane maintenance. Consistent with this function it interactswith virus-accumulated MP in ER-associated inclusions to promote its extraction form the membrane and itslocalization to the cytosol. Thus, in this thesis I describe two virus-induced proteins with potential to interactwith viral MP and to influence the subcellular localization of this protein during infection.

Chez les insectes, la voie des petits ARNs interférants (siARN) joue un rôle majeur dans la réponse antivirale. Ces dernières années, il a été montré que les petits ARNs interagissant avec les protéines PIWI (piARNs) sont impliqués dans la défense des moustiques face aux infections arbovirales. Le but de mon travail de thèse fut de caractériser l'implication de la voie des piARNs dans la réponse antivirale de la Drosophila melanogaster, utilisée ici comme un organisme modèle. Dans un premier temps, j’ai demontré qu’à la suite d’une infection virale, la survie et le titre viral chez les drosophiles mutées pour les protéines Piwi, Aubergine, Argonaute-3 et Zucchini, ne présente aucune différence avec les données observées pour les drosophiles sauvages. Ensuite, via l’utilisation de virus provoquant une infection aigue, persistante ou se transmettant de manière verticale par les cellules germinales, j’ai montré l’absence de production de piARNs viraux durant l’infection chez les drosophiles adultes. Finalement, l’utilisation de mes données de séquencage m’a permis d’observer la production de piARNs dérivant d’un gène codant une protéine impliquée dans la réponse antivirale. Suggérant ainsi un rôle hypothétique des piARNs dans la régulation de l’immunité de l’hôte durant l’infection virale.Mes travaux visent à améliorer la compréhension de la réponse immunitaire antivirale chez l’insecte. Je montre que la fonction antivirale de la voie des piARN dépend plus de la biologie de l’hôte et du virus que de la réponse antivirale en elle-même. / In insects, the small interfering RNA (siRNA) pathway is the major antiviral response. In recent years, the piwi-interacting RNA (piRNA) pathway has been also implicated in antiviral defense in mosquitoes infected with arboviruses. The aim of my thesis was to characterize the involvement of the piRNA pathway in antiviral defense in Drosophila melanogaster. I first showed that following virus infection, the survival and viral titers of Piwi, Aubergine, Argonaute-3, and Zucchini mutant flies were similar to those of wild type flies. Then, by studying an array of viruses that infect the fruit fly acutely or persistently or are vertically transmitted through the germ line, I showed that no viral piRNAs are produced during infection in adult Drosophila melanogaster. Finally, using the next generation sequencing data generated during viral infections, I showed the presence of piRNAs derived from protein coding gene and suggested their potential role in regulating the immune status of the host during viral infection.This work improves the current understanding of the antiviral response in insects. It shows that, in contrast to what was observed in mosquitoes, the piRNA pathway is not directly implicated in antiviral defence in adult Drosphila melanogaster and that viral piRNAs production depends on the biology of the host–virus combination rather than being part of a general antiviral process.

Dans le cas d'une infection chronique par le virus de l'hépatite B (HBV), les traitements actuels (IFN et analogues de nucléos(t)ides) ne permettent pas d'éradiquer l'infection du fait de la persistance de l'ADNccc et des phénomènes de résistance observés chez les patients. S'agissant des traitements par l'IFN, 70 % des patients porteurs chroniques sont non-répondeurs. En effet, le virus HBV aurait développé des stratégies immunosuppressives pour établir une infection persistante. La compréhension des mécanismes impliqués dans cette viro-immunosuppression devient ainsi un enjeu majeur dans la mise en place de nouvelles stratégies antivirales. Les objectifs de ma thèse ont consisté en l'étude des relations précoces entre HBV et les hépatocytes. Nous avons pu mettre en évidence que cette absence d'activation du système immunitaire était le résultat, non pas d'une « invisibilité » du virus, mais d'une inhibition active des réponses IFN de type I/III et proinflammatoires, précocement établie par le virus HBV pour établir une infection persistante. De façon intéressante, nous avons pu démontrer que la protéine HBc était capable d'inhiber spécifiquement l'activation des voies IFN via son interaction avec les promoteurs des gènes de l'immunité innée et l'installation de marques épigénétiques (H3K9me2/3) répressives sur ces gènes par recrutement d'histone méthyl-transférases. Ces résultats prônent l'utilisation de stratégies antivirales utilisant des anticapsides dégradant et/ou prévenant la localisation nucléaire de la protéine HBc, restaurant ainsi le potentiel immunitaire des hépatocytes, pouvant dès lors être exacerbé par des agonistes de PRRs / Current treatments against Hepatitis B virus (HBV) chronic infection (IFNs and nucleos(t)ide analogues) are inefficient due to the persistence of cccDNA and emergence of viral resistance observed in infected patients. So far, up to 70 % of these patients are non responders to IFN treatments and it seems that the virus itself is able to counteract actively the host innate immune responses to establish a persistent infection. Therefore, the understanding of molecular mechanisms involved in this immunosuppression is crucial to design new immunotherapeutic strategies. In this context, the aim of my thesis was to investigate the early interactions between HBV and the hepatocyte antiviral responses. We have determined that HBV is not only a weak inducer of the host immune response, but is also able to inhibit very early and actively type I/III IFNs and proinflammatory pathways to persist in the hepatocytes. Furthermore, we have identified HBc protein as the major determinant involved specifically in the inhibition of IFN responses by counteracting host innate immune gene activations leading to repressive epigenetic marks such as H3K9/K27me3, or the recruitment of histone methyl transferase enzymes to the host IFN gene promoters. These results highlight new immunotherapeutic strategies and proposed the use of anticapsids components to degrade or block the nuclear localization of HBc proteins in order to restore a potent immune response in the hepatocytes. These anticapsid treatments may be also combined to PRRs agonists in order to improve the host antiviral state and HBV replication control

Le génome des Influenzavirus A est constitué de huit segments d’ARN de polarité négative formant des ribonucléoprotéines virales (RNPv). La segmentation du génome complique l’empaquetage du génome, puisqu’un jeu complet de segments est nécessaire à l’infectiosité des virus. Il est aujourd’hui admis que le mécanisme d’empaquetage est sélectif et fait intervenir des interactions entre les ARN des différentes RNPv, qui dépendent vraisemblablement de la structure de l’ARN. Notre but a été de caractériser la fixation de la protéine virale NP, composant majeur des RNPv, sur l’ARN in vitro. Nous avons également mis en place une stratégie expérimentale afin de déterminer la structure de l’ARN au sein des particules virales. Ces deux aspects du projet ont été abordés par la cartographie chimique qui permet d’interroger la flexibilité de chaque nucléotide de l’ARN. Nos résultats démontrent une activité chaperone de la protéine NP ainsi que des sites préférentiels de fixation. Notre approche in viro a démontré que l’utilisation de deux sondes chimiques permet de discriminer les interactions ARN-ARN des interactions ARN-NP. / The Influenzavirus genome comprises eight segments of single-stranded RNA of negative polarity packaged in viral ribonucleoproteins (vRNP). Genome segmentation complicates packaging as a full set of vRNPs is required needed for virus infectivity. It is now accepted that packaging is selective and involves interactions between the RNA components of vRNPs that likely depend on the RNA structure. Our goal was to characterize the binding of the viral protein NP, the major component of the vRNP, on in vitro transcribed RNA. We also developed an experimental strategy to determine the RNA structure inside the viral particles. Both parts of the project were addressed with chemical mapping experiments, that interrogates the flexibility of each nucleotide in the RNA structure. Our results show that NP possess an RNA chaperone activity and binds preferential sites. Our in viro approach demonstrate that using two chemical probes allow us to discriminate between RNA-RNA and RNA-NP interactions.

Je me suis intéressé au système de défense anti-viral majeur de Drosophila melanogaster qui est la voie du RNA silencing (siRNA). A ce jour, le seul senseur d’acide nucléique viral et activateur de la voie siRNA est Dicer-2. Ainsi, le travail que j’ai effectué́ a permis d’apporter de nouvelles informations concernant la détection des ARNs viraux par Dicer-2. L’utilisation de méthodes de séquençage à haut débit (HTS) des petits ARNs dans des cellules S2 infectées par le Drosophila C Virus (DCV) à des temps précoces m’a permis de proposer un point d’entrée précis et interne de Dicer-2 sur l’ARN double brin de ce dicistrovirus. La validation de ce point faible dans la défense du virus a été effectuée en réalisant un HTS des petits ARNs dans des mouches de différents génotypes infectées avec DCV. J’ai ensuite caractérisé plus en profondeur cette région du génome virale en déterminant tout d’abord sa structure 2D puis sa sensibilité à des clivages médiés par des extraits embryonnaires de mouches. Finalement, l’utilisation de différents variants de Dicer-2 présentant des mutations du domaine DRA m’a permis de proposer un nouveau mécanisme de fonctionnement de cette protéine. / My Ph.D revolved around the study of the major antiviral defense system of Drosophila melanogaster: the siRNA pathway. To date, the only viral nucleic acid sensor and siRNA pathway activator in drosophila is Dicer-2. Thus, the work I have done has provided new information regarding the detection of viral RNAs by Dicer-2. The use of high throughput sequencing (HTS) methods of small RNAs in S2 cells infected with Drosophila C Virus (DCV) at early time points has allowed me to propose a precise and internal entry point for Dicer-2 on the double-stranded RNA of this dicistrovirus. The validation of this weak point in the defence of the virus was carried out by performing an HTS of small RNAs in flies of different genotypes infected with DCV. I then characterized this region of the viral genome in more depth by first determining its 2D structure and then its sensitivity to cleavages mediated by embryonic fly extracts. Finally, the use of different variants of Dicer-2 with mutations in the DRA domain allowed me to propose a new mechanism of action for this protein.

L’importance et l’expansion des arboviroses comme la dengue ou le virus Zika nécessite des modèles pour mieux comprendre et prédire leurs dynamiques. La propagation vectorielle de ces maladies est influencée par de multiples facteurs humains et environnementaux qui rendent complexe la construction de modèles épidémiologiques parcimonieux. Parallèlement, de nombreux outils théoriques et computationnels existent désormais pour confronter ces modèles aux données observées. L’objectif de ce travail de thèse est donc d’apporter l’éclairage des données sur les modèles de propagation des arboviroses. Dans un premier temps, il s’agit d’identifier les éléments les plus importants à incorporer pour modéliser les dynamiques de la dengue en milieu rural, dans la région de Kampong Cham (Cambodge). Différents modèles sont comparés, complexifiant à la fois le détail de l’histoire de la maladie et la prise en compte des formes de stochasticité. Dans le cadre déterministe, on a pu souligner l’importance des interactions entre sérotypes, et le faible intérêt pour la représentation explicite des moustiques vecteurs et des individus asymptomatiques. Par ailleurs, la prise en compte des incertitudes indique qu’une large part de la dynamique est capturée seulement par la stochasticité et non par les éléments du squelette déterministe du modèle. Aussi étudie-t-on dans un second temps d’autres aspects de la transmission de la dengue, comme la saisonnalité et la structure spatiale, grâce à des données d’épidémies à Rio de Janeiro (Brésil). Dans un dernier temps, ces méthodes et modèles sont appliqués à l’étude d’un arbovirus émergent, le virus Zika. A partir de données d’épidémies survenues dans le Pacifique, les paramètres-clé de la propagation du virus sont estimés dans le cadre stochastique, et leur variabilité est envisagée à la fois en termes de contexte géographique et de modèle épidémiologique, par la comparaison de quatre îles et de deux modèles à transmission vectorielle. Par ailleurs, la question des interactions potentielles du virus Zika avec celui de la dengue est explorée. / Arboviruses such as the dengue and Zika viruses are expanding worldwide and mo- deling their dynamics can help to better understand and predict their propagation, as well as experiment control scenarios. These mosquito-borne diseases are influenced by a multiplicity of human and environmental factors that are complex to include in parsimonious epidemiological models. In parallel, statistical and computational tools are nowadays available to confront theore- tical models to the observed data. The objective of this PhD work is therefore to study arbovirus propagation models in the light of data. Firstly, in order to identify the most important elements to incorporate in models for dengue dynamics in a rural setting, several dengue models are com- pared using data from the Kampong Cham region in Cambodia. Models incorporate increasing complexity both in the details of disease life history and in the account for several forms of sto- chasticity. In the deterministic framework, including serotype interactions proved decisive, whereas explicit modeling of mosquito vectors and asymptomatic infections had limited added value, when seasonality and underreporting are already accounted for. Moreover, including several forms of un- certainties highlighted that a large part of the disease dynamics is only captured by stochasticity and not by the elements of the deterministic skeleton. Therefore, secondly, we explore other aspects of transmission, such as seasonality and spatial structure, in the case of dengue epidemics in Rio de Janeiro (Brazil). Finally, the models and estimation methods are applied to study an emerging arbovirus, the Zika virus. Using data from epidemics in the Pacific, we estimate the key parameters of disease propagation in the stochastic framework and explore their variability in terms of geogra- phic setting and model formulation by comparing four islands and two models with vector-borne transmission. In addition, potential interactions with the dengue virus are explored.