Influenza A Viren besitzen ein segmentiertes, einzelsträngiges RNA-Genom, welches in Form viraler Ribonukleoprotein (vRNP)-Komplexe verpackt ist. Während das virale Genom im Zellkern repliziert wird, finden Assemblierung und Knospung reifer Viruspartikel an der apikalen Plasmamembran statt. Für die Virusbildung müssen die einzelnen viralen Komponenten hierher gebracht werden. Während intrinsische apikale Signale der viralen Transmembranproteine bekannt sind, sind der zielgerichtete Transport und der Einbau des viralen Genoms in neuentstehende Virionen noch wenig verstanden. In dieser Arbeit wurden potentielle Mechanismen des vRNP-Transportes untersucht, wie die Fähigkeit der vRNPs mit Lipidmembranen zu assoziieren und die intrinsische subzellulären Lokalisation des viralen Nukleoproteins (NP), eines Hauptbestandteils der vRNPs. Es konnte gezeigt werden, dass vRNPs nicht mit Lipidmembranen assoziieren, was mittels Flotation aufgereinigter vRNPs mit Liposomen unterschiedlicher Zusammensetzung untersucht wurde. Die Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass das virale M1 in der Lage ist, Bindung von vRNPs an negativ-geladene Lipidmembranen zu vermitteln. Subzelluläre Lokalisation von NP wurde des Weiteren durch Expression fluoreszierender NP-Fusionsproteine und Fluoreszenzphotoaktivierung untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass NP allein nicht mit zytoplasmatischen Strukturen assoziiert, stattdessen aber umfangreiche Interaktionen im Zellkern eingeht und mit hoher Affinität mit bestimmten Kerndomänen assoziiert, und zwar den Nukleoli sowie kleinen Kerndomänen, welche häufig in der Nähe von Cajal-Körperchen und PML-Körperchen zu finden waren. Schließlich wurde ein experimenteller Ansatz etabliert, welcher erlaubt, den Transport vRNP-ähnlicher Komplexe mittels Fluoreszenzdetektion aufzuzeichnen und Einzelpartikelverfolgungsanalysen durchzuführen. Unterschiedliche Phasen des vRNP-Transportes konnten beobachtet werden und ein 3-Phasen-Transportmodell wird skizziert. / Influenza A viruses have a segmented single-stranded RNA genome, which is packed in form of viral ribonucleoprotein (vRNP) complexes. While the viral genome is replicated and transcribed in the host cell nucleus, assembly and budding of mature virus particles take place at the apical plasma membrane. Efficient virus formation requires delivery of all viral components to this site. While intrinsic apical targeting signals of the viral transmembrane proteins have been identified, it still remains poorly understood how the viral genome is transported and targeted into progeny virus particles. In this study, potential targeting mechanisms were investigated like the ability of vRNPs to associate with lipid membranes and the intrinsic ability of the viral nucleoprotein (NP) – which is the major protein component of vRNPs – for subcellular targeting. It could be shown that vRNPs are not able to associate with model membranes in vitro, which was demonstrated by flotation of purified vRNPs with liposomes of different lipid compositions. Results indicated, however, that the matrix protein M1 can mediate binding of vRNPs to negatively charged lipid bilayers. Intrinsic subcellular targeting of NP was further investigated by expression of fluorescent NP fusion protein and fluorescence photoactivation, revealing that NP by itself does not target cytoplasmic structures. It was found to interact extensively with the nuclear compartment instead and to target specific nuclear domains with high affinity, in particular nucleoli and small interchromatin domains that frequently localized in close proximity to Cajal bodies and PML bodies. An experimental approach was finally established that allowed monitoring the transport of vRNP-like complexes in living infected cells by fluorescence detection. It was possible to perform single particle tracking and to describe different stages of vRNP transport between the nucleus and the plasma membrane. A model of three-stage transport is suggested.

Le virus de la grippe appartient à la famille des Orthomyxoviridae. Son génome est segmenté en huit ribonucléoprotéines virales (vRNPS) composées chacune d'une molécule d'ARN négatif simple brin recouverte de nucléoprotéines (NP) et associée au complexe de la polymérase. Le virus entre dans<br />la cellule hôte par endocytose, libère dans le cytoplasme ses vRNPs qui gagnent ensuite le noyau cellulaire pour être transcrites et répliquées. Les vRNPs sont importées via l'hétérocomplexe des importines alpha/beta. La NP, composant majoritaire des vRNPs, pourrait être impliquée dans cette étape et serait aussi un candidat idéal dans la mise au point de drogues antivirales. Nous avons voulu déterminer les caractéristiques structurales de <br />NP en complexe avec l'importine alpha 5 humaine. Grâce à la technique de microscopie électronique à transmission, nous avons obtenu un premier <br />modèle à basse résolution du complexe NP/importine alpha.<br />Dans le noyau, les vRNPs sont étroitement liées à la chromatine. En phase tardive du cycle viral, la protéine matricielle M1 se lierait aussi à la chromatine, peut-être pour décrocher les vRNPs. Nous avons pu montrer, par la technique de sédimentation, que les vRNPs se lient aux queues des histones, alors que M1 se fixe sur le domaine globulaire des octamères d'histones.<br />En fin de cycle viral, les vRNPs amplifiées sortent du noyau. Nos tests enzymatiques, d'interaction sur billes et en sédimentation montrent que les protéines virales M1 et NEP servent d'adaptateurs entre les vRNPs et le système d'export nucléaire CRM1/RanGTP. Nous avons aussi obtenu la <br />structure cristallographique du domaine C-terminal de NEP se liant à M1.