Les virophages sont des petits virus à ADN possédant une capside icosaédrique de 50-60 nm et un génome de 17 à 26 Kb codant potentiellement pour une vingtaine de gènes. Ils ont été découverts associés à des grands virus à ADN appartenant à l’ordre des Megavirales, pour lesquels leur présence serait délétère.Le premier projet du travail de thèse a été de faire le bilan des propriétés connues des virophages au travers d’une revue. La deuxième partie correspond à un bilan des avancées en matière d’isolement de virus géants dans les amibes – hôtes naturels des Mimiviridae –, pouvant être associés aux virophages. La troisième section se focalise sur la réplication des virophages Sputnik avec différents virus parmi les Mimiviridae, ainsi que sur l’isolement d’une nouvelle souche de Sputnik sans son hôte natif par l’utilisation d’un Mimiviridae en tant que virus rapporteur. La dernière partie est enfin basée sur l’identification d’un nouveau virophage – Zamilon – isolé en association avec un Mimiviridae du groupe C, et présentant une spécificité d'hôtes restreinte. Celle-ci est d'ailleurs étudiée.Les résultats présentés dans cette thèse démontrent une certaine complexité des interactions entre les virophages et leurs hôtes. Au sein d’une même famille d’hôtes, certains virophages possèdent un large spectre de spécificité, alors que d’autres ne peuvent se multiplier qu’avec certains d’entre eux, comme cela a déjà été observé chez les bactériophages. Compte-tenu de leur impact potentiel sur les virus géants, ces résultats soutiennent l’hypothèse d’une régulation des populations virales environnementales par les virophages. / Virophages are small DNA viruses with a 50-60 nm width icosahedral capsid encompassing a 17 to 26 Kb genome, putatively coding approximately 20 genes. They have been discovered in association with large DNA virus belonging to the order of the Megavirales, for which they are noxious.The first project of this thesis work was to recapitulate in a review the known features of the virophages. The second part corresponds to a summary of the advances in the field of giant viruses isolation in amoebas – the common hosts of Mimiviridae –. The third section is focused on the replication of the Sputnik virophages with viruses belonging to the Mimiviridae, and on the isolation of a new Sputnik strain with a Mimiviridae reporter instead of with its natural viral host. Finally, the last part is based on the identification of a new virophage – Zamilon – isolated in combination with a group C Mimiviridae, and exhibiting a restricted spectrum of specificity. The latter is herein studied.The results described herein show the complexity of the interactions between virophages and their giant hosts viruses. Within the same host family, some virophages have a broad-range host spectrum whereas others are limited to some viruses, a feature already described for bacteriophages. Regarding the potential impact of the virophages over their host viruses, these results support the hypothesis of a virophages’ major role in a regulation of viral populations in environment.

Mimivirus est le 1er virus géant découvert. Quelques années plus tard une nouvelle entité́ biologique a été décrite, les virophages. Si leurs principales caractéristiques sont maintenant bien définies et acceptées, leur position dans le monde viral ainsi que les interactions qu’ils pourraient avoir avec leur virus-hôte sont encore discutées. La famille des virophages s’élargit. Dans cette optique, le premier objectif de thèse a été de faire un bilan des propriétés connues des virophages au travers d’une revue de la littérature scientifique. La deuxième section repose sur l’analyse des bases de données métagénomiques à la recherche de séquences de virophages et de Megavirales. En criblant le métagénome Bioreactor, nous avons détecté des séquences étroitement liées au virophage Zamilon. Le génome de ce dernier a été décrit et partiellement assemblé. La troisième partie du travail est basée sur l’étude des interactions entre les Mimiviridae et les virophages. Nous avons observé́ qu’un groupe de mimivirus a développé́ une résistance contre l’infection par le virophage Zamilon. C’est en essayant de comprendre ce mécanisme de résistance jusque-là inconnu dans le monde viral que nous avons décrit pour la première fois un système de défense appelé MIMIVIRE. Enfin, la dernière partie est centrée sur l’étude d’une protéine impliquée dans la traduction chez les mimivirus. Les résultats de ce travail suggèrent que cette protéine régule l'expression d’autres protéines virales. Les éléments inédits présentés dans cette thèse contribuent à soutenir l’idée de l’existence d’une quatrième branche du vivant, distincte des 3 domaines connus. / Mimivirus is the first largest virus described. Some years later, virophage, a new biological entity has been discovered. Virophage is a small virus able to infect other giant viruses for which the presence can be deleterious. If their main features have been widely accepted, their position in the viral world and their interactions with host’s viruses are still discussed. The family of virophages is expanding. The first objective of this thesis work was to summarize the known proprieties and features of virophages through a review paper. The second part refers to the analysis of metagenomic databases in search of virophage and Megavirales sequences. By screening the Bioreactor metagenome, we detected sequences closely related to Zamilon virophage.The genome has been described and partially assembled. The third part was based on the study of the interactions between giant viruses and virophages. We observed that some mimiviruses have developed a resistance against the infection by Zamilon virophage. To understand this mechanism of resistance, we described for the first time a viral defense system called MIMIVIRE. Finally, the last part was focused on the study of a protein involved in the translation apparatus of mimivirus. The results of this study suggest for the first time that a translational protein in mimivirus regulates the expression of their proteins.The results described herein show the potential impact of virophages on their viral hosts and also the complexity of the genetic content of giant viruses. Considering all these elements, we can support the hypothesis that giant viruses belong to a new domain of life, in complement to eukaryotes, bacteria and algae.