Soutenance de thèse de Sofia RIGOU

Le pergélisol est un réservoir d’organismes présumés anciens, où des amibes survivent jusqu’à plusieurs centaines de milliers d’années. En 2014, le virus géant d’amibe Pithovirus sibericum devient le premier virus ancien réactivé. Depuis, douze Pithoviridae ont été isolés dont six par le laboratoire IGS depuis le début de cette thèse. Les Pithoviridae intriguent de par leur morphologie unique, leurs génomes complexes et leur résistance au pergélisol. En premier lieu, cette thèse décrit la place des virus géants au sein des microbiomes complexes du pergélisol russe et de la couche de surface. Pour ce faire nous avons étudié 11 échantillons d’âges différents, dominés par les bactéries dans la fraction séquencée par métagénomique. Malgré une faible abondance d’eucaryotes, des échantillons profonds se sont avérés très riches en séquences proches des Pithoviridae. Parmi celles-ci se trouve Hydrivirus, dont le génome circularisé, donc complet, fait 1,6 Mégabases. Dans une deuxième partie nous proposons une analyse de génomique comparative pour étudier l’histoire évolutive des Pithoviridae. Cela a montré que les génomes circulaires des Pithoviridae, bien que complexes, sont conservatifs. En revanche, trois génomes contiennent plus de 20% de séquences répétées. Ces régions génomiques se sont avérées être constituées de deux types de MITE, Eléments Transposables Miniatures à répétition Inversée, probables, qui se suivent séquentiellement. Le troisième chapitre présente une analyse préliminaire d’un cycle infectieux chez l’amibe A. castellanii. L’objectif est de plonger plus précisément dans le fonctionnement de ces virus avec Cedratvirus kamchatka comme modèle. Nous constatons, dans un transcriptome largement dominé par les gènes nucléaires de l’hôte, que la quasi-totalité des gènes viraux prédits s’expriment. Cette recherche dans son ensemble permet de mieux caractériser une famille virale encore peu connue.

Permafrost is a reservoir of presumed ancient organisms, including amoebaes surviving up to several hundred thousand years. In 2014, the giant amoeba-infecting Pithovirus sibericum became the first ancient virus to be reactivated. Since then, twelve Pithoviridae have been isolated including six by the IGS laboratory since the beginning of this thesis. The Pithoviridae are intriguing because of their unique morphology, complex genomes and resistance to permafrost. Firstly, we will study the place of giant viruses in the complex microbiomes of Russian permafrost and surface layer. For this purpose, we studied 11 samples of different ages, dominated by bacteria in the metagenomically sequenced fraction. Despite a low abundance of eukaryotes, deep samples were found to be very rich in sequences close to the Pithoviridae. Among those lies Hydrivirus, whose circularized, thus complete, genome is of 1.6 Megabases. Secondly, we will focus on the evolution of Pithoviridae through comparative genomics. This showed that the circular genomes of Pithoviridae, although complex, are conservative. However, three genomes contain more than 20% repeated sequences. It appears that these regions are made up of two probable types of MITEs, Miniature Inverted Transposable Elements, that follow each other sequentially. We will finally present preliminary analyses of an infectious cycle in the host, A. castellanii. The aim is to study more precisely the functioning of these viruses using Cedratvirus Kamchatka as a model. In a transcriptome largely dominated by host nuclear genes, we find that almost all predicted viral genes are expressed. This research as a whole allows us to better characterize a still poorly known viral family.