Décrypter les relations structure-fonction des RNPs du virus respiratoire syncytial // Unravel structure-function relationships of the Respiratory Syncytial Virus RNPs

Le virus respiratoire syncytial (VRS) est la principale cause de bronchiolite et de pneumonie chez l'enfant, avec un impact chez les personnes âgées comparable à celui de la grippe. Bien que des options prophylactiques, telles que des vaccins et des anticorps monoclonaux, soient depuis peu disponibles, il n'existe pour l'instant aucun traitement thérapeutique efficace. La transcription et la réplication intracellulaires du matériel génétique du VRS sont des étapes clés de la propagation de l'infection, ce qui en fait des cibles thérapeutiques attrayantes ; cependant, au niveau structural les mécanismes moléculaires impliqués restent mal compris. Ces fonctions sont assurées par les ribonucléoprotéines virales (RNPs), composées de l'ARN génomique du VRS enroulé en une nucléocapside hélicoïdale par une nucléoprotéine dédiée, de l'ARN polymérase virale avec son cofacteur, ainsi que d'un facteur de transcription. Si les structures tridimensionnelles des composants individuels des RNPs sont pour la plupart connues, les RNPs reconstituées à partir de ces éléments ne sont pas fonctionnelles. Nous avons récemment développé une approche permettant d'assembler des mini-RNPs actives. En s'appuyant sur cette avancée majeure, ce projet de thèse visera à produire des mini-RNPs fonctionnelles figées dans l'état d'initiation de la transcription et à en déterminer les structures 3D à haute résolution par cryo-microscopie électronique. Les informations structurales obtenues seront intégrées aux données fonctionnelles et dynamiques issues de nos équipes et de celles de nos partenaires internationaux afin d'élaborer le premier modèle mécanistique de la synthèse de l'ARN du VRS.
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Respiratory syncytial virus (RSV) is the leading cause of child bronchiolitis and pneumonia, with a burden on the elderly comparable to that of influenza. Although prophylactic options, such as vaccines and monoclonal antibodies, have recently become available, no effective therapeutic treatment yet exists for patients in need. Intracellular transcription and replication of RSV genetic material are critical steps for spreading infection, making them attractive therapeutic targets; however, the molecular mechanisms involved remain poorly understood at the structural level. These functions are carried out by the viral ribonucleoprotein particles (RNPs), composed of the viral genomic RNA enwrapped into a helical nucleocapsid by a dedicated nucleoprotein, the viral RNA polymerase with its phosphoprotein cofactor, and a transcription factor. While structures of the individual RNP components are mostly known, RNPs reconstituted from these components are non-functional. We have recently designed a way to assemble active miniature RNPs. Leveraging this exciting advancement, this PhD project will be focused on producing functional miniature RNPs locked in the transcription initiation state and determining their 3D structures by high resolution 3D cryo-electron microscopy (cryo-EM). The structural insights gained will be integrated with functional and dynamic information from our teams and partners to create the first molecular mechanistic model of RSV RNA synthesis.
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Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : https://www.ibs.fr/en/research/assembly-dynamics-and-reactivity/microscopic-imaging-of-complex-assemblies-mica-group-i-gutsche/projects/project-1

Autre financement

Université Grenoble Alpes

218 CSV- Chimie et Sciences du Vivant

Rôle du doctorant : Ce travail permettra au doctorant d'acquérir une expertise solide dans des techniques complémentaires de virologie structurale, allant de la culture de cellules de mammifères, transfection, purification de mini-RNPs et de nucléocapsides, jusqu'à leur caractérisation fonctionnelle et structurale, avec un accent particulier sur la cryo-microscopie électronique 3D et l'analyse d'images. Le doctorant sera intégré à un réseau de jeunes chercheurs de MICA et VIM travaillant sur différents aspects de la synthèse du génome du VRS et de l'assemblage des virions, et bénéficiera de nombreuses opportunités de collaborations. Compétences/Qualifications : Biologie structurale (un intérêt pour l'apprentissage de la cryo-EM et de l'analyse avancée d'images cryo-EM 3D est essentiel), informatique (les calculs seront effectués sur un cluster de calcul haute performance, le travail quotidien se fera dans un environnement Linux ; des connaissances en Python ou la volonté de l'apprendre seraient un atout) ; des compétences en biochimie (culture de cellules de mammifères, purification de protéines) seraient un avantage.
Student role: This work will enable the PhD student to gain a solid expertise in complementary structural virology techniques, ranging from mammalian cell culture, transfection, and miniature RNP and NC purification, to their functional and structural characterisation, with a particular focus on 3D cryo-EM and image analysis. The student will be included in a network of young MICA and VIM researchers focused on various aspects of the RSV genome synthesis and virion assembly, and have numerous mutually beneficial collaboration opportunities. Skills/Qualifications: Structural biology (interest in learning cryo-EM and advanced 3D cryo-EM image analysis is essential), computing (calculations will be run on a high-performance computing cluster, day-to-day computing will be done in linux environment, knowledge of python or desire to learn it would be an asset); skills in biochemistry (mammalian cell culture, protein purification) would be an advantage.