Un paradigme actuel en virologie est que les virus de plantes ne peuvent pas affecter les animaux vertébrés et ne sont pas pathogènes pour l'homme. Cependant, plusieurs éléments remettent en question ce paradigme. L'objectif de cette Thèse a été d'étudier si les tobamovirus peuvent être pathogènes chez l'homme. Ce manuscrit comprend :1) une revue de la littérature portant sur la présence et l'impact potentiel des virus de plantes chez les animaux dont l'homme. 2) une étude sur l'exposition humaine aux tobamovirus et les effets possibles Dans la région de Marseille, nous avons montré la présence du PMMoV dans 7.2% des selles de patients et dans 57 % des produits alimentaires à base de piment. De plus, la présence du PMMoV dans les selles de patients a pu être corrélée des signes cliniques. De plus, nous avons montré que le TMV infectieux était présent dans le tabac de toutes les cigarettes testées mais aussi dans 45 % des salives de fumeurs testées. 3) une étude in vivo. Suite à une inoculation intra-trachéal des souris avec du TMV, nous avons constaté que le virus persiste jusqu'à 14 jours dans le tissu pulmonaire et les macrophages pulmonaires. De plus, nous avons détecté du TMV dans le cytoplasme des macrophages murins jusqu'à 15 jours après inoculation. 4) une étude sur le mode de transmission du TMV à l'homme. Le TMV détecté dans la salive des fumeurs ne serait pas véhiculé par la fumée de cigarette, mais par contact avec du tabac infecté. Nos résultats suggèrent que la frontière entre virus de plantes et virus d'animaux n'est pas aussi stricte qu'il est communément admis et incitent à réévaluer l'éventuelle pathogénicité des phytovirus pour l'homme. / A current paradigm in virology is that plant viruses cannot affect vertebrates and are not pathogenic for humans. However, several recent findings challenge this paradigm. The aim of this thesis was to investigate whether tobamoviruses may be pathogenic in humans. This manuscript contains: 1) A review of the literature of the reasons why plant viruses may cross the border from plants to vertebrates and the possible impact of plant viruses in animals including humans. 2) A study on exposure to tobamovirus and possible effects of these viruses for humans. In the Marseille geographical area, we showed the presence PMMoV in 7.2% of stools from patients tested and in 57% of food products containing hot peppers. In addition, the presence of PMMoV in the stools of patients could be significantly correlated with clinical symptoms. Then, we showed that infectious TMV was present in the tobacco of all cigarettes tested and TMV RNA was detected in 45% of smokers' saliva tested. 3) In vivo study: mice intra-tracheal inoculation with TMV. The results showed the persistence until 14 days of viruses in the lung tissue and in lung alveolar macrophages of mice. In addition, we detected TMV in the cytoplasm of murine macrophages up to 15 days after inoculation. 4) A study of TMV transmission to humans through cigarette smoking. TMV does not seem to be vehicled by cigarette smoke to smoker's saliva but by direct contact with infected tobacco. Our results suggest that the boundary between plant viruses and animal viruses is not as strict as it is commonly accepted and prompt to reassess the potential pathogenicity of these plant viruses for humans.

Physalis angulata L. (Solanaceae), popularmente conhecida como camapu ou balãozinho, é uma espécie que vem ganhando importância econômica em decorrência de suas atividades biológicas, como citotóxica, antibacteriana e anti-inflamatória. Dentre os diversos metabólitos secundários conhecidos para esta espécie, destacam-se os flavonoides e alcaloides. É amplamente difundido que o metabolismo secundário das plantas pode ser alterado por fatores bióticos e abióticos. Nesse sentido, esse trabalho objetivou destacar a influência do Potato virus Y, estirpe O (PVYO), isolado de camapu, no metabolismo secundário, avaliando as quantidades e os perfis de flavonoides e alcaloides também em plantas de camapu infectadas. A infecção viral foi induzida em plantas obtidas por sementes, os metabólitos foram extraídos a partir de folhas, foram analisados em CLAE e CG-EM e comparados com aqueles provenientes de plantas sadias. Não foram observadas diferenças qualitativas nos perfis tanto dos flavonoides quanto dos alcaloides. Por outro lado, houve diminuição no teor de flavonoides totais nas plantas infectadas na infecção sistêmica. Além disso, houve aumento significativo do derivado de atropina nas plantas infectadas em comparação com os demais tratamentos. Dessa forma, sugerimos que a infecção induzida pelo PVYO em plantas de camapu teve maior impacto na via das substâncias nitrogenadas em relação às fenólicas / Physalis angulata L. (Solanaceae), popularly known as \"camapu\" or \"balãozinho\", has become economically important due to its biological activities, such as cytotoxic, antibacterial and anti-inflammatory. Among the secondary metabolites, flavonoids and alkaloids have already been described for this species. Secondary metabolism can be influenced by both biotic and environmental agents. The main goal of this work was to analyze the influence of Potato virus Y (PVYO) on the secondary metabolism of infected \"camapu\" plants, evaluating total amount and profiles of flavonoids and alkaloids. Viral infection was induced in plants obtained from seeds. The compounds were extracted from leaves, analyzed in HPLC and GC/MS and compared with those from healthy plants. There were no qualitative differences between healthy and infected plants concerning to alkaloid and flavonoid profiles. On the other hand, it was noticed a lower flavonoid concentration in the systemic infection of infected plants. An increase of an atropine derivative was observed in infected plants. In conclusion, according to the results we propose that the PVYO induced infection in plants of \"camapu\" had stronger impact on the nitrogenous compounds than on phenolics

Physalis angulata L. (Solanaceae), popularmente conhecida como camapu ou balãozinho, é uma espécie que vem ganhando importância econômica em decorrência de suas atividades biológicas, como citotóxica, antibacteriana e anti-inflamatória. Dentre os diversos metabólitos secundários conhecidos para esta espécie, destacam-se os flavonoides e alcaloides. É amplamente difundido que o metabolismo secundário das plantas pode ser alterado por fatores bióticos e abióticos. Nesse sentido, esse trabalho objetivou destacar a influência do Potato virus Y, estirpe O (PVYO), isolado de camapu, no metabolismo secundário, avaliando as quantidades e os perfis de flavonoides e alcaloides também em plantas de camapu infectadas. A infecção viral foi induzida em plantas obtidas por sementes, os metabólitos foram extraídos a partir de folhas, foram analisados em CLAE e CG-EM e comparados com aqueles provenientes de plantas sadias. Não foram observadas diferenças qualitativas nos perfis tanto dos flavonoides quanto dos alcaloides. Por outro lado, houve diminuição no teor de flavonoides totais nas plantas infectadas na infecção sistêmica. Além disso, houve aumento significativo do derivado de atropina nas plantas infectadas em comparação com os demais tratamentos. Dessa forma, sugerimos que a infecção induzida pelo PVYO em plantas de camapu teve maior impacto na via das substâncias nitrogenadas em relação às fenólicas / Physalis angulata L. (Solanaceae), popularly known as \"camapu\" or \"balãozinho\", has become economically important due to its biological activities, such as cytotoxic, antibacterial and anti-inflammatory. Among the secondary metabolites, flavonoids and alkaloids have already been described for this species. Secondary metabolism can be influenced by both biotic and environmental agents. The main goal of this work was to analyze the influence of Potato virus Y (PVYO) on the secondary metabolism of infected \"camapu\" plants, evaluating total amount and profiles of flavonoids and alkaloids. Viral infection was induced in plants obtained from seeds. The compounds were extracted from leaves, analyzed in HPLC and GC/MS and compared with those from healthy plants. There were no qualitative differences between healthy and infected plants concerning to alkaloid and flavonoid profiles. On the other hand, it was noticed a lower flavonoid concentration in the systemic infection of infected plants. An increase of an atropine derivative was observed in infected plants. In conclusion, according to the results we propose that the PVYO induced infection in plants of \"camapu\" had stronger impact on the nitrogenous compounds than on phenolics

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Pour préserver l’intégrité de leur génome, les virus multipartite à ARN nécessitent une forte multiplicité d’infection qui représente un coût biologique inapproprié en terme de réplication virale. Dans cette étude, un réseau d’interaction entre ARN génomiques (ARNg), constitué d’au moins un type de chaque ARNg est proposé. Un tel réseau permet de réduire les coûts biologiques liés à la réplication en assurant une reconnaissance intermoléculaire et une mobilisation d’un complexe RNP modulaire maintenant l’intégrité du génome. Un tel complexe est considéré comme l’unité infectieuse mobile assurant la dissémination du virus dans la plante entière. Le but de cette thèse a été de démontrer l’existence d’interactions entre les ARNg du beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) et de déterminer l’incidence de ces interactions sur le cycle viral. Une formule génomique a été déterminée pour différentes plantes et tissus. Les ARNg ont tous été co-détectés dans des cellules isolées issues de tissus infectés. Un domaine d’interaction entre l’ARN1 et 2 a été identifié in vitro et in silico puis évaluée in vivo par des approches de mutagenèse et de complémentation. / Multipartite RNA virus condition to provide a complete set of genomic segments in each infected cell implies a high level of MOI that results in an unsustainable biological cost in terms of viral replication. In the proposed model, to minimize the cost of the genome integrity preservation, a network of RNA/RNA interactions determines the recognition and the mobilization of at least one of each genomic RNAs in a modular RNP complex. Such complex must be considered as the mobile infectious unit of the segmented genome during viral spread in the plant. The Aim of this thesis was to experimentally determine the existence of RNA/RNA interactions between BNYVV RNAs and their implication in the viral cycle. BNYVV genomic segments have been co-detected within isolated single cells from systemic tissues where they accumulate to reach set point genome formulas. In the model where vRNAs interact each other to form the minimal mobile infective unit, RNA1 and RNA2 interaction domain has been identified in silico and in vitro. The rationale of such an interaction has been provided in vivo using BNYVV and Beet soil-borne mosaic virus chimeras.

Les virus sont des objets biologiques dont les mécanismes de prolifération restent mal compris, et dont la taille et l'organisation du génome rendent la cristallisation difficile. Nous avons étudié les modifications structurales d'un virus sphérique de plante, le Virus de la Mosaïque du Brome (BMV), ainsi que les interactions entre particules virales en solution afin de définir des conditions de cristallisation. Le gonflement de la capside lors de l'entrée du virus dans les cellules de plantes est impliqué dans la prolifération virale. Dans un premier temps, nous avons modélisé la capside du BMV, sous sa forme compacte à pH 5,9 et sous sa forme gonflée à pH 7,5, par reconstruction tridimensionnelle à partir de clichés de cryomicroscopie. Nous avons ainsi pu observer le réarrangement de l'ARN entre les deux états. Nous avons ensuite étudié les interactions entre particules virales en solution par diffusion des rayons X aux petits angles. Nous avons fait varier plusieurs paramètres physico-chimiques comme le pH, et la concentration en sels et en polymères, afin d'induire des interactions attractives entre virus en solution. En effet, la cristallisation des protéines a lieu en régime attractif. Grâce aux résultats obtenus par l'utilisation de polyéthylène glycol (PEG), nous avons pu déterminer des conditions de cristallisation du BMV, et montrer la corrélation existant entre la nature des interactions en solution et la cristallisation de macromolécules de la taille du BMV. Nous avons également mis en évidence qu'un excès de PEG provoque la précipitation microcristalline des virus. L'étude de la cinétique d'apparition et de croissance des microcristaux nous a permis de mieux caractériser les étapes précoces de cristallisation du BMV en présence de PEG.

La cryo-microscopie électronique a connu une révolution majeure ces dernières années, liée à des évolutions technologiques importantes, tant au niveau des microscopes, que des caméras ou des logiciels de traitement d’images. Ainsi, avec l’arrivée de microscopes électroniques plus stables mécaniquement et électroniquement, il est possible d’enregistrer plusieurs milliers d’images de façon automatique en quelques jours, et par conséquent d’obtenir un jeu initial d’images conséquent des particules des complexes protéiques étudiés. Sauf que maintenant, il ne s’agit plus d’image au sens strict, mais de film. En effet, les nouvelles caméras, dites à détection directe d’électrons, permettent de décomposer l’image en plusieurs fractions d’images au cours de l’exposition, et ce, avec une sensibilité dix fois supérieure par rapport à celle des anciennes caméras. L’analyse de ces fractions d’images a permis de montrer que les particules protéiques, bien que piégées dans une mince pellicule de glace, bougeaient sous l’effet du faisceau d’électrons. L’alignement des fractions et leur sommation permettent ainsi de corriger ces mouvements, améliorant la qualité du signal contenu dans chaque image. Ainsi, alors que pendant des dizaines d’années, les informations structurales extraites des images des microscopes électroniques étaient limitées à la moyenne résolution, c’est à dire entre 5 et 15 Å de résolution, nous voyons apparaître depuis ces deux-trois dernières années, de très nombreuses cartes de densités électroniques de complexes protéiques issues de la microscopie électronique, à des résolutions inférieures à 4 Å, permettant de construire des modèles atomiques à l’aide d’outils jusqu’alors réservés à la cristallographie aux rayons X. C’est dans ce contexte, que j’ai étudié par cryo-microscopie électronique et traitement d’images, l’organisation structurale de trois virus de plante :- Le virus de la mosaïque de l’arabette (ArMV), un Nepovirus uniquement transmis par le nématode Xiphinema diversicaudatum, qui est responsable de la maladie du court-noué de la vigne. -Le virus de la tâche de la fève (BBSV), un Comovirus transmis par les coléoptères, responsable de la dégénération chez les légumineuses.- Le virus de la mosaïque du chou-fleur (CaMV), un Caulimovirus servant de virus modèle pour l’étude de la transmission des virus non circulants.Les virus sont des parasites endocellulaires obligatoires, dont l’efficacité dépend de leur capacité de réplication au sein de la cellule infectée et de leur transmission vers de nouveaux hôtes. En raison de l’immobilité des plantes, les phytovirus font souvent appel à des vecteurs pour la transmission plante à plante, qui sont principalement des insectes, des nématodes, des champignons ou des acariens. Les phytovirus sont généralement responsables d’une baisse importante de croissance de la plante et des fruits, voire de la mort de l’hôte infecté. Les dégâts ainsi causés engendrent des pertes de rendement dans les cultures partout dans le monde, se traduisant par d’énormes pertes économiques pour les cultivateurs. Ce travail de thèse présente les structures atomiques de l’ArMV et du BBSV obtenues par cryo-microscopie électronique, ainsi que les premiers résultats obtenus sur la structure de la capside du CaMV, et sa protéine de transmission P2. / A revolution has taken over the world of cryo-electron microscopy for the last years, by dint of a major breakthrough both in technology, with the rise of new microscopes and cameras, and in image processing. With the advent of high-end microscopes, mechanically and electronically more stable, one can expect to record an initial data set of thousand images in few days, thanks to automated acquisition. Besides, the new direct electron detectors can not only record images, but also movies with a better sensitivity than the one we used to have. The movie processing revealed the existence of a beam-induced motion occurring during acquisition. The correction of the motion through frame alignment improves significantly the quality of data. Thus, cryo-electron microscopy was only limited to a middle resolution range (5 to 15 Å) until two or three years ago, when several density maps above 4 Å started to appear, allowing the building of atomic model using tools that were only restricted to X-ray crystallography.In this context, I have studied the structural organization of three plant viruses, using cryo-electron microscopy and image processing:- Arabis Mosaic Virus (ArMV), it’s a Nepovirus only transmitted by the nematode Xiphinema diversicaudatum, responsible for disease of vineyards.- Broad Bean Stain Virus (BBSV), it’s a Comovirus transmitted by beetles, responsible for the degeneration of leguminous plants.- Cauliflower Mosaic Virus (CaMV), it’s a Caulimovirus used as model to characterize the transmission of non circulative viruses.Viruses are obligate intracellular parasites, which efficiency is directly related to its replicative capacity inside the infected cell, and its transmission to new hosts. Due to the immobility of plants, plant viruses often use vectors for the transmission plant to plant, which are mainly insects, nematodes, fungi or mites. Plant viruses are generally responsible for a significant decrease in plant and fruit growth, and even the death of the plant. The plant viruses are devasting fields worldwide, causing huge loss in crop yield each year. This study highlights the atomic structures of ArMV and BBSV, as well as the first data about the CaMV capsid and its transmission protein.

L'extinction post-transcriptionnelle de gènes ou PTGS (Posttranscriptional Gene Silencing) est un phénomène hautement conservé à travers l'évolution. Retrouvé chez des organismes allant des champignons aux vertébrés, ce système reconnaît spécifiquement les molécules de RNA double brin (db) et les dégrade en fragments de 21-23 nt. Chez les plantes, le PTGS pourrait défendre l'organisme contre les infections virales. En réponse à ce mécanisme de défense, un certain nombre de virus codent pour des protéines capables de supprimer le PTGS. Ces protéines dites "suppresseurs" de PTGS, comme les protéines HCPro des potyvirus et 2b des cucumovirus, ne partagent aucune homologie de séquence ni de structure et jouent des rôles différents dans le cycle de multiplication virale. Les résultats obtenus et décrits dans ce mémoire ont permis l'identification et la caractérisation de nouvelles protéines virales impliquées dans la suppression du PTGS, ceci afin de mieux cerner les mécanismes de suppression. Ainsi, nous avons montré que les protéines P15 et P14 de deux virus apparentés, le PCV (Peanut Clump Virus) et le BNYVV (Beet Necrotic Yellow Vein Virus) sont des suppresseurs de PTGS aux propriétés distinctes. En effet, la protéine P15 se localise dans les peroxysomes et semble être active sous une forme multimérique ; quant à la protéine P14, elle se localise dans le cytoplasme et le nucléole et supprime plus faiblement le PTGS. Par ailleurs, nous avons également découvert que la protéine P0 du BWYV (Beet Western Yellows Virus) est un suppresseur de PTGS très efficace hors de son contexte viral. De manière surprenante, son expression est fortement régulée par le virus au cours de l'infection. Enfin, nous avons confirmé que la protéine P0 jouait un rôle de protection du virus contre le PTGS grâce à l'utilisation de plantes transgéniques exprimant la protéine mineure de capside du BWYV. Ce virus déclenche sur ces plantes un PTGS dirigé contre le transgène, sans être affecté.