Thèse Etude du Mécanisme d'Interaction de la Nucléoprotéine Np du Sars-Cov2 et de la Protéine Upf1 Impliqué dans la Voie de Dégradation des Arnm Non-Sens H/F - 69

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1
École doctorale : EDISS - Interdisciplinaire Sciences-Santé
Laboratoire de recherche : MMSB - MICROBIOLOGIE MOLECULAIRE ET BIOCHIMIE STRUCTURALE
Direction de la thèse : Francine GERARD-BARAGGIA ORCID 0000000198652864
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59

Ce projet de thèse vise à élucider les mécanismes moléculaires par lesquels le SARS-CoV-2 manipule la voie de dégradation des ARNm à codon stop prématuré (Nonsense-Mediated Decay, NMD) de l'hôte, en se concentrant sur l'interaction entre la nucléoprotéine virale (Np) et le facteur clé du NMD humain UPF1, ainsi que potentiellement UPF2. L'objectif central est d'obtenir une compréhension structurale intégrative du complexe formé par UPF1 humain et la Np du SARS-CoV-2. Le projet sera mené à travers trois axes principaux :
- Étude à molécule unique : en utilisant des pinces optiques à haute résolution combinées à la microscopie à fluorescence confocale, cette tâche étudiera l'impact de la Np sur l'activité de translocation de UPF1 sur des substrats d'ARN. La visualisation en temps réel de UPF1 et de Np marqués par fluorescence permettra d'observer directement leur interaction et son influence sur la fonction de UPF1.
- Dynamique du complexe tripartite : des expériences biochimiques et biophysiques en solution seront réalisées pour déterminer si UPF1 et UPF2 peuvent se lier simultanément à la Np, formant un complexe tripartite, ou si leur interaction avec la Np est mutuellement exclusive, suggérant un mécanisme de liaison compétitive.
- Structures 3D des complexes : l'architecture du complexe ribonucléoprotéique (RNP) composé de la Np du SARS-CoV-2 et de UPF1 et/ou UPF2 humains liés à l'ARN sera déterminée à l'aide de techniques de biologie structurale, principalement la cristallographie aux rayons X et la cryo-microscopie électronique (cryo-EM). Des données préliminaires de cryo-EM ont déjà permis d'obtenir une carte à une résolution de 6,2 Å, et les efforts se concentreront sur l'amélioration de cette résolution grâce à des installations avancées.
Cette recherche devrait apporter des connaissances précieuses sur les mécanismes moléculaires par lesquels le SARS-CoV-2 échappe aux défenses antivirales de l'hôte via l'inhibition du NMD. L'élucidation de la structure et de la dynamique du complexe UPF1-Np permettra de dévoiler des détails essentiels sur la manière dont la protéine Np virale exploite cette voie de régulation cellulaire clé, ouvrant potentiellement la voie à la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques contre la COVID-19 et d'autres maladies infectieuses.

Nuccetelli V., Mghezzi-Habellah M., S. Deymier, A. Roisin, F. Gerard-Baraggia, C. Rocchi, P. Coureux , P. Gouet , A. Cimarelli , V.t Mocquet and F. Fiorini@. The SARS-CoV-2 nucleocapsid protein interferes with the full enzymatic activation of UPF1 and its interaction with UPF2. Nucleic Acids Research. (2025) doi: 10.1093/nar/gkaf010 -.
Fiorini F, Robin JP, Kanaan J, et al. HTLV-1 Tax plugs and freezes UPF1 helicase leading to nonsense-mediated mRNA decay inhibition. Nature Commununications (2018). doi: 10.1038/s41467-017-02793-6
Fiorini F., Bagchi D., Le Hir H. and Croquette V. Human Upf1 is a highly processive RNA helicase and translocase with RNP remodelling activities. Nature Communications. (2015). doi: 10.1038/ncomms8581.

La voie de dégradation de l'ARNm médiée par les codons non-sens (NMD) est un mécanisme majeur de surveillance de l'ARN qui permet de dégrader les ARNm défectueux, tels que ceux
contenant un codon de terminaison prématurée de la traduction (PTC) ou d'autres
caractéristiques indiquant que l'ARNm est anormal. Au-delà de son rôle dans le contrôle de la qualité de l'ARN, le NMD agit également comme une défense antivirale contre plusieurs virus à ARN.
Pour assurer une réplication efficace, les virus ont développé diverses stratégies visant à manipuler le NMD à leur avantage en ciblant le facteur central du NMD, Up-FrameShift 1 (UPF1), une hélicase ARN dépendante de l'ATP essentielle à l'activation du NMD.
Notre laboratoire s'attache à étudier comment le SARS-CoV-2 interfère avec le NMD de l'hôte par l'intermédiaire de sa nucléoprotéine (Np). À l'aide d'approches biochimiques, biophysiques et
cellulaires, nous montrons que la Np interagit directement avec l'UPF1 et inhibe son activité d'hélicase. Sur le plan mécanistique, la Np se lie à des substrats d'acides nucléiques structurés, créant une barrière physique qui empêche la translocation de l'UPF1 et le déroulement de l'ARN. Parallèlement, la Np perturbe l'interaction entre l'UPF1 et son activateur, l'UPF2, une étape clé pour l'
activation complète de la voie NMD.

L'objectif central est d'obtenir une compréhension structurale intégrative du complexe formé par UPF1 humain et la Np du SARS-CoV-2, via trois axes principaux: étude à l'échelle de la molécule unique, dynamique du complexe tripartite, structure tridimensionnelle des complexes.

Biologie Moléculaire (approches classiques et originales de clonage), Biochimie des protéines (expression, production, purification / système procaryotes et eucaryotes), Biophysique (techniques présentes sur les plateaux de la SFR Biosciences), Biologie structurale (BAG ESRF, SOLEIL et collaboration avec IBS Grenoble), molécule unique (collaboration avec ENS Lyon).