Projet ANR-15-CE32-0011 – TransVir : Mécanismes et fréquence des transferts horizontaux de matériel génétique entre animaux et virus
Programme : Défi de tous les savoirs (DS10) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Clément Gilbert (Ecologie et Biologie des Interactions)
Montant : 238732.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 48 mois
Résumé : Le transfert horizontal (TH) de matériel génétique correspond au passage d’ADN entre deux organismes sans qu’il y ait reproduction entre ces organismes. Plusieurs centaines de TH ont été décrits chez les animaux ces dernières années et de nombreuses études laissent penser que ces transferts ont eu un impact important sur l’évolution des génomes animaux. Cependant, les mécanismes impliqués dans les TH ainsi que leur fréquence sont encore très peu connus. Ce projet vise à étudier de manière systématique les TH d’animaux à virus, afin de comprendre comment des gènes (ou autre séquences d’ADN) d’animaux peuvent s’intégrer dans les génomes viraux, et de caractériser la fréquence des séquences d’origine animales dans les populations de génomes viraux. Nous prévoyons également d’utiliser une approche d’évolution expérimentale afin de montrer que les virus peuvent être des vecteurs de TH entre animaux. Le projet se divise en trois postes de travail (WP1, 2, 3) indépendants mais complémentaires, chacun permettant de disséquer un ou plusieurs des processus biologiques impliqués dans un TH. 
Dans le cadre du WP1, nous utiliserons une approche de génomique des populations afin d’identifier des jonctions entre séquences d’ADN viral et séquences d’ADN hôte dans des jeux de données de génomes viraux issus d’infections in vivo de plusieurs espèces d’arthropodes et séquencés à très haute profondeur (>100 000X). Nous nous focaliserons sur deux virus à longs génomes ADN double brin : le baculovirus Autographa californica nucleopolyhedrovirus (AcMNPV), qui servira à infecter quatre espèces de lépidoptères, et le virus iridescent des invertébrés (IIV iridovirus) avec lequel nous infecterons une espèce de mouche et une espèce de crustacé isopode terrestre. Dans le WP2, nous évaluerons tout d’abord la fréquence des TH de virus à lignée germinale de leurs hôtes en utilisant une version recombinante d’AcMNPV, contenant un élément transposable de lépidoptère capable de sauter du génome viral au génome de son hôte. Nous nous appuierons par la suite sur les résultats de cette expérience pour récapituler un évènement de TH entre animaux "vectorisé" par les versions sauvages d’AcMNPV et d’IIV. Le WP3 sera consacré à la caractérisation des mécanismes et de divers facteurs ayant une influence sur les TH entre animaux factilités par les virus. Nous nous attacherons entre autres à détecter les gènes et les éléments transposables hôtes surexprimés lors d’une infection à AcMNPV et nous chercherons à savoir si plus une séquence hôte est exprimé plus on la trouve fréquemment intégrée dans les génomes viraux lors d’une infection. Cela nous permettra de tester l’hypothèse selon laquelle le stress généré par une infection virale peut avoir un effet sur le type de séquences hôtes qui s’intègrent dans les génomes viraux.
Ce projet va permettre de caractériser le spectre complet des séquences d’ADN hôte qui peuvent s’intégrer dans les génomes viraux lors d’une infection in vivo chez plusieurs espèces d’arthropodes. Les résultats de ce projet auront des implications fondamentales sur notre compréhension de l’évolution des génomes viraux et sur les TH entre virus et leurs hôtes arthropodes. De plus, il est important de noter que AcMNPV est aujourd’hui utiliser comme biopesticide et qu’il est développé comme vecteur de gènes en thérapie génique. La possibilité que ces applications biotechnologiques soient accompagnées de multiples TH incontrôlés entre AcMNPV (produit en cellules de lépidoptères) et l’organisme cible (lépidoptères et autres insectes dans le cas des biopesticides ; l’homme dans le cas de la thérapie génique) n’a jamais été évaluée. Notre projet fournira donc une base solide permettant de mieux envisager comment évaluer la sécurité des traitements viraux utilisés en thérapie génique et en agriculture.