IBS - Institut de Biologie Structurale - Grenoble / France

Membres du groupe Mai 2024

BURMEISTER Wim — 2025-07-03T07:43:00Z

Sommaire

Le groupe VRM

Photo du groupe VRM Mai 2024

de haut en gauche à bas en droite : Jean-Marie BOURHIS, maître de conférences ; Julien MARTEL, étudiant en M1 ; Lisa BADAROUX, étudiante en M2, actuellement doctorante ; Marc JAMIN, professeur ; Wim BURMEISTER, professeur ; Florian CHENAVIER, étudiant en doctorat, actuellement alumni ; Nicolas TARBOURIECH, maître de conférences ; Allison BALLANDRAS-COLAS, collaboratrice scientifique CNRS ; stagiaire ; Maxime BIERRE, étudiant en doctorat, Khadeeja MUBASHIRA, étudiante en doctorat ; N. N. ; Candice TROUBA, étudiante en M2 ; Marie THIRION, étudiante en M2, maintenant doctorante ; N.N. ; Benoit Separi, doctorant, maintenant alumni ; Henri GRÖGER, doctorant ; Alberto FLOREZ-PRADA, doctorant, maintenant alumni ; Darren HART, chercheur principal CNRS ; Thibaut CREPIN, chercheur principal CNRS ; Florine DUPEUX, ingénieur CNRS.

Les équipes en Juin 2025

Equipe JAMIN

Marc JAMIN, professeur
Jean-Marie BOURHIS, maître de conférences
Florine DUPEUX, ingénieur
Khadeeja MUBASHIRA, doctorante
Maxime BIERRE, doctorant

Equipe CREPIN :

Thibaut CREPIN, directeur de recherche CNRS
Rob RUIGROK, professeur émérite
Allison BALLANDRAS-COLAS, chercheur CNRS
Marie THIRION, doctorante
Lily-Lorette FRESLON, ingénieur CDD

Equipe HART :

Philippe MAS, ingénieur plateforme
Caroline MAS, ingénieur plateforme
Lisa BADAROUX, doctorante
Alberto FLOREZ-PRADA, post-doc

Equipe BURMEISTER :

Wim BURMEISTER, professeur
Nicolas TARBOURIECH, maître de conférence
Henri GRÖGER, doctorant
Karine HAIDAR, doctorante
Lily-Lorette FRESLON, fixed-term contract engineer

Team HART :

Philippe MAS, platform engineer
Caroline MAS, platform engineer
Lisa BADAROUX, PhD student
Alberto FLOREZ-PRADA, post-doc

Team BURMEISTER :

Wim BURMEISTER, professor
Nicolas TARBOURIECH, lecturer
Henri GRÖGER, PhD student
Karine HAIDAR, PhD student

Publications

BURMEISTER Wim — 2025-01-23T11:10:11Z

Sommaire

Publications

2024
Burmeister, W. P., Boutin, L., Balestra, A. C., Gröger, H., Ballandras-Colas, A., Hutin, S., Kraft, C., Grimm, C., Böttcher, B., Fischer, U., Tarbouriech, N. & Iseni, F.
Structure and flexibility of the DNA polymerase holoenzyme of vaccinia virus.
Plos Path. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1011652 (2024).

Tarbouriech, N., Burmeister, W.P., Bersch, B. & Iseni, F.
Le complexe de réplication des poxvirus : cible potentielle de molécules antivirales.
Virologie 28 (1) : 23‑35. https://doi.org/10.1684/vir.2024.1033 (2024).

Small-Angle X-Ray Scattering for Macromolecular Complexes.
Hutin S, Tully MD, Brennich M. Adv Exp Med Biol. 2024 ;3234:163-172. https://doi.org/10.1007/978-3-031-52193-5_11.

2022
Hutin, SL, Ling, W.L., Tarbouriech, N., Schoehn, G., Grimm, C., Fischer, U. & Burmeister, W.P.
The Vaccinia Virus DNA Helicase Structure from Combined Single-Particle Cryo-Electron Microscopy and AlphaFold2 Prediction. Viruses 14 (10).
https://doi.org/10.3390/v14102206 (2022).

Borna Disease Virus 1 Phosphoprotein Forms a Tetramer and Interacts with Host Factors Involved in DNA Double-Strand Break Repair and mRNA Processing.
Tarbouriech N, Chenavier F, Kawasaki J, Bachiri K, Bourhis JM, Legrand P, Freslon LL, Laurent EMN, Suberbielle E, Ruigrok RWH, Tomonaga K, Gonzalez-Dunia D, Horie M, Coyaud E, Crépin T. Viruses. 2022 Oct 26 ;14(11):2358. https://doi.org/10.3390/v14112358.

Human viruses, ancient, recent and zoonosis : a never ending story ?
Ruigrok RWH, Drouet E, Morand P, Tarbouriech N. Virologie (Montrouge). 2022 May 1 ;26(3):240-252. https://doi.org/10.1684/vir.2022.0957.

Structural Dynamics of the C-terminal X Domain of Nipah and Hendra Viruses Controls the Attachment to the C-terminal Tail of the Nucleocapsid Protein.
Bourhis JM, Yabukarski F, Communie G, Schneider R, Volchkova VA, Frénéat M, Gérard FC, Ducournau C, Mas C, Tarbouriech N, Ringkjøbing Jensen M, Volchkov VE, Blackledge M, Jamin M. J Mol Biol. 2022 May 30 ;434(10):167551. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2022.167551.

Selection of Primer-Template Sequences That Bind with Enhanced Affinity to Vaccinia Virus E9 DNA Polymerase.
DeStefano JJ, Iseni F, Tarbouriech N. Viruses. 2022 Feb 10 ;14(2):369. https://doi.org/10.3390/v14020369.

2021
Bersch, B., Tarbouriech, N., Burmeister, W.P, & Iseni, F.
Solution structure of the C-terminal domain of A20, the missing brick for the characterization of the interface between vaccinia virus DNA polymerase and its processivity factor. J. Mol. Biol., 167009. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2021.167009 (2021).

Analysis of SEC-SAXS data via EFA deconvolution and Scatter.
Tully MD, Tarbouriech N, Rambo RP, Hutin S. J Vis Exp. 2021 Jan 28 ;(167). https://doi.org/10.3791/61578.

2020
Structural Description of the Nipah Virus Phosphoprotein and Its Interaction with STAT1.
Jensen MR, Yabukarski F, Communie G, Condamine E, Mas C, Volchkova V, Tarbouriech N, Bourhis JM, Volchkov V, Blackledge M, Jamin M. Biophys J. 2020 May 19 ;118(10):2470-2488. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2020.04.010. Epub 2020 Apr 18.

2019
Vassal-Stermann, E., Hutin S., Fender, P., Burmeister, W. P.
Intermediate-resolution crystal structure of the human adenovirus B serotype 3 fibre knob in complex with the EC2-EC3 fragment of desmoglein 2.
Acta Crystallogr F Struct Biol Commun. 75, 750-757. https://doi.org/10.1107/S2053230X19015784 (2019).

Vassal-Stermann, E., Effantin, G., Zubieta, C., Burmeister, W., Iseni, F., Wang, H., Lieber, A., Schoehn, G., & Fender, P.
Cryo-EM structure of adenovirus type 3 fibre with desmoglein 2 shows a novel mode of 2 receptor engagement. Nat. Commun. 10:1181. https://doi.org/10.1038/s41467-019-09220-y. (2019).

Publications principales

2024
Burmeister, W. P., Boutin, L., Balestra, A. C., Gröger, H., Ballandras-Colas, A., Hutin, S., Kraft, C., Grimm, C., Böttcher, B., Fischer, U., Tarbouriech, N. & Iseni, F.
Structure and flexibility of the DNA polymerase holoenzyme of vaccinia virus.
Plos Path. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1011652 (2024).

2022
Hutin, SL, Ling, W.L., Tarbouriech, N., Schoehn, G., Grimm, C., Fischer, U. & Burmeister, W.P.
The Vaccinia Virus DNA Helicase Structure from Combined Single-Particle Cryo-Electron Microscopy and AlphaFold2 Prediction. Viruses 14 (10).
https://doi.org/10.3390/v14102206 (2022).

2021
Bersch, B., Tarbouriech, N., Burmeister, W.P, & Iseni, F.
Solution structure of the C-terminal domain of A20, the missing brick for the characterization of the interface between vaccinia virus DNA polymerase and its processivity factor. J. Mol. Biol., 167009. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2021.167009 (2021).

Publications

BURMEISTER Wim — 2025-01-23T10:36:00Z

Sommaire
Publications 2019-2024
Representative publications
Publications 2019-2024

2024
– Chenavier F, Zarkadas E, Freslon LL, Stelfox AJ, Schoehn G, Ruigrok RWH, Ballandras-Colas A and Crépin T (2024) Influenza A virus antiparallel helical nucleocapsid-like pseudo-atomic structure. Nucleic Acids Res : gkae1211. https://doi.org/10.1093/nar/gkae1211.
– Bessonne M, Morel J, Nevers Q, Da Costa B, Ballandras-Colas A, Chenavier F, Grange M, Roussel A, Crépin T and Delmas B (2024) Antiviral activity of intracellular nanobodies targeting the influenza virus RNA-polymerase core. PLoS Pathog, 20(6):e1011642. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1011642.
– Burmeister WP, Boutin L, Balestra AC, Gröger H, Ballandras-Colas A, Hutin S, Kraft C, Grimm C, Böttcher B, Fischer U, Tarbouriech N, Iseni F. (2024) Structure and flexibility of the DNA polymerase holoenzyme of vaccinia virus. PLoS Pathog, 20(5):e1011652. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1011652.
– Quignon E, Ferhadian D, Hache A, Vivet-Boudou V, Isel C, Printz-Schweigert A, Donchet A, Crépin T and Marquet R (2024) Structural impact of the interaction of the influenza A virus nucleoprotein with genomic RNA segments. Viruses, 16(3):421. https://doi.org/10.3390/v16030421.
2023
– Chenavier F, Estrozi LF, Teulon J-M, Zarkadas E, Freslon LL, Pellequer J-L, Ruigrok RWH, Schoehn G, Ballandras-Colas A and Crépin T (2023) Cryo-EM structure of influenza helical nucleocapsid reveals NP-NP and NP-RNA interactions as a model for the genome encapsidation. Sci Adv, 9(50):eadj9974. https://doi.org/10.1126/sciadv.adj9974.
– Camacho-Zarco A, Yu L, Krischuns T, Dedeoglu S, Maurin D, Bouvignies G, Crépin T, Ruigrok RWH, Cusack S, Naffakh N and Blackledge M (2023) Multivalent dynamic colocalization of avian influenza polymerase and nucleoprotein by intrinsically disordered ANP32A reveals the molecular basis of human adaptation. J Am Chem Soc, 145(38):20985-21001. https://doi.org/10.1021/jacs.3c06965.
– Schoehn G, Chenavier F and Crépin T (2023) Advances in Structural Virology via Cryo-EM in 2022. Viruses, 15(6), 1315 ; https://doi.org/10.3390/v15061315 (Editorial).
– Guseva S, Schnapka V, Adamski W, Maurin D, Ruigrok RWH, Salvi N and Blackledge M (2023) Liquid−liquid phase separation modifies the dynamic properties of intrinsically disordered proteins. J Am Chem Soc, 145, 10548–10563. doi : doi.org/10.1021/jacs.2c13647.
2022
– Tarbouriech N, Chenavier F, Kawasaki J, Bachiri K, Bourhis JM, Legrand P, Freslon LL, Laurent EMN, Suberbielle E, Ruigrok RWH, Tomonaga K, Gonzalez-Dunia D, Horie M, Coyaud E and Crépin T (2022) Borna disease virus 1 phosphoprotein forms a tetramer and interacts with host factors involved in DNA double-strand break repair and mRNA processing. Viruses, 14(11), 2358 ; https://doi.org/10.3390/ v14112358.
– Guillon A, Brea-Diakite D, Cezard A, Wacquiez A, Baranek T, Bourgeais J, Picou F, Vasseur V, Meyer L, Chevalier C, Auvet A, Carballido JM, Nadal Desbarats L, Dingli F, Turtoi A, Le Gouellec A, Fauvelle F, Donchet A, Crépin T, Hiemstra PS, Paget C, Loew D, Herault O, Naffakh N, Le Goffic R and Si-Tahar M (2022) Host succinate inhibits influenza virus infection through succinylation and nuclear retention of the viral nucleoprotein. EMBO J, e108306. https://doi.org/10.15252/embj.2021108306.
– Jóźwik IK, Li W, Zhang DW, Wong D, Grawenhoff J, Ballandras-Colas A, Aiyer S, Cherepanov P, Engelman AN, Lyumkis D (2022) B-to-A transition in target DNA during retroviral integration. Nucleic Acids Res, 50(15):8898-8918. https://doi.org/10.1093/nar/gkac644.
– Ballandras-Colas A, Chivukula V, Gruszka DT, Shan Z, Singh PK, Pye VE, McLean RK, Bedwell GJ, Li W, Nans A, Cook NJ, Fadel HJ, Poeschla EM, Griffiths DJ, Vargas J, Taylor IA, Lyumkis D, Yardimci H, Engelman AN, Cherepanov P (2022) Multivalent interactions essential for lentiviral integrase function. Nat Commun, 13(1):2416. https://doi.org/10.1038/s41467-022-29928-8.
– Bessa LM, Guseva S, Camacho-Zarco AR, Salvi N, Maurin D, Perez LM, Botova M, Malki A, Nanao M, Jensen MR, Ruigrok RWH and Blackledge M (2022) The intrinsically disordered SARS-CoV-2 nucleoprotein in dynamic complex with its viral partner nsp3a. Sci Adv, 8, eabm4034. https://doi.org/10.1126/ sciadv.abm4034.
– Ruigrok RWH, Drouet E, Morand P and Tarbouriech N (2022). Virus humains anciens, récents et zoonotiques : une histoire sans fin ? Virologie, 26 (3), 219-221. https://doi.org/10.1684/vir.2022.0957 (Review).
2021
– Kolakofsky D, Le Mercier P, Nishio M, Blackledge M, Crépin T and Ruigrok RWH (2021) Sendai virus and a unified model of Mononegavirus RNA synthesis. Viruses, 13(12):2466. https://doi.org/10.3390/v13122466 (Review).
– Terrier O, Si-Tahar M, Ducatez M, Chevalier C, Pizzorno A, Le Goffic R, Crépin T, Simon G and Naffakh N (2021) Influenza viruses and coronaviruses : knowns, unknowns, and common research challenges. PLoS Pathog, 17(12):e1010106. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1010106 (Review).
2020
– Donchet A, Vassal-Stermann E, Gérard FCA, Ruigrok RWH and Crépin T (2020) Differential behaviours and preferential bindings of influenza nucleoproteins on importins-α. Viruses, 12, 834. doi:10.3390/v12080834.
– Swale C, Da Costa B, Sedano L, Garzoni F, McCarthy AA, Berger I, Bieniossek C, Ruigrok RWH, Delmas B and Crépin T (2020) X-ray structure of the human karyopherin RanBP5, an essential factor for influenza polymerase nuclear trafficking. J Mol Biol, 432(10):3353-3359. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2020. 03.021.
– Guseva S, Milles S, Jensen MR, Salvi N, Kleman J-P, Maurin D, Ruigrok RWH and Blackledge M (2020) Measles virus nucleo- and phosphoproteins form liquid-like phase-separated compartments that promote nucleocapsid assembly. Sci Adv 6 : eaaz7095. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz7095.
– Guseva S, Milles S, Jensen MR, Schoehn G, Ruigrok RWH and Blackledge M (2020) Structure, dynamics and phase separation of measles virus RNA replication machinery. Curr Opin Virol, 41:59–67. https://doi.org/10.1016/j.coviro.2020.05.006 (Review).
2019
– Ashraf U, Tengo L, Le Corre L, Fournier G, Busca P, McCarthy AA, Rameix-Welti M-A, Gravier-Pelletier C, Ruigrok RW, Jacob Y, Vidalain P-O, Pietrancosta N, Crépin T and Naffakh N (2019) Destabilisation of the human RED-SMU1 splicing complex as a basis for host-directed anti-influenza strategy. Proc Natl Acad Sci USA, 116:10968-10977. https://doi.org/10.1073/pnas.1901214116.
– Donchet A, Oliva J, Labaronne A, Tengo L, Miloudi M, Gérard FCA, Mas C, Schoehn G, Ruigrok RW, Ducatez M and Crépin T (2019) The structure of the nucleoprotein of Influenza D shows that all Orthomyxoviridae nucleoproteins have a similar NPCORE, with or without a NPTAIL for nuclear transport. Sci Rep, 9:600. https://doi.org/10.1038/s41598-018-37306-y.
– Desfosses A, Milles S, Jensen MR, Guseva S, Colletier J-P, Maurin D, Schoehn G, Gutsche I, Ruigrok RWH and Blackledge M (2019) Assembly and cryo-EM structures of RNA-specific measles virus nucleocapsids provide mechanistic insight into paramyxoviral replication. Proc Natl Acad Sci USA 116:4256-4264. https://doi.org/10.1073/pnas.1816417116.
– Guseva S, Milles S, Blackledge M and Ruigrok RWH (2019). The nucleoprotein and phosphoprotein of measles virus. Front Microbiol : 10:1832. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01832 (Review).

Representative publications

– Chenavier F, Zarkadas E, Freslon LL, Stelfox AJ, Schoehn G, Ruigrok RWH, Ballandras-Colas A and Crépin T (2024) Influenza A virus antiparallel helical nucleocapsid-like pseudo-atomic structure. Nucleic Acids Res : gkae1211. https://doi.org/10.1093/nar/gkae1211.
– Guseva S, Milles S, Jensen MR, Salvi N, Kleman J-P, Maurin D, Ruigrok RWH and Blackledge M (2020) Measles virus nucleo- and phosphoproteins form liquid-like phase-separated compartments that promote nucleocapsid assembly. Sci Adv 6 : eaaz7095. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz7095.
– Gutsche I, Desfosses A, Effantin G, Ling WL, Haupt M, Ruigrok RWH, Sachse C and Schoehn G (2015) Near-atomic cryo-EM structure of the helical Measles virus nucleocapsid. Science 348 : 704-707. https://doi.org/10.1126/science.aaa5137.
– Reich S, Guilligay D, Pflug A, Malet H, Berger I, Crépin T, Hart D, Lunardi T, Nanao M, Ruigrok RW, Cusack S (2014) Structural insight into cap-snatching and RNA synthesis by influenza polymerase. Nature 516 : 361-6. https://doi.org/10.1038/nature14009.
– Chenavas S, Estrozi LF, Slama-Schwok A, Delmas B, Di Primo C, Baudin F, Li X, Crépin T and Ruigrok RW (2013) Monomeric nucleoprotein of influenza A virus. PLoS Pathog 9 : e1003275. https://doi.org/10.1371/journal. ppat.1003275.
– Ruigrok RWH, Crépin T and Kolakofsky D (2011) Nucleoproteins and nucleocapsids of negative-strand RNA viruses. Curr Opin Microbiol 14 : 504–510. https://doi.org/10.1016/j.mib.2011.07.011 (Review).
– Jensen MR, Communie G, Ribeiro EA, Martinez N, Desfosses A, Salmon L, Jamin M, Mollica L, Gabel F, Longhi S, Ruigrok RWH and Blackledge M (2011) Intrinsic disorder in intact measles virus nucleocapsids. Proc Natl Acad Sci USA 108 : 9839-9844. https://doi.org/10.1073/pnas.1103270108.
– Dias A, Bouvier D, Crépin T, McCarthy AA, Hart DJ, Baudin F, Cusack S and Ruigrok RW (2009) The cap-snatching endonuclease of influenza virus polymerase resides in the PA subunit. Nature 458 : 914-918. https://doi.org/10.1038/nature07745.
– Albertini AAV, Wernimont AK, Muziol T, Ravelli RBG, Clapier CR, Schoehn G, Weissenhorn W and Ruigrok RWH (2006) Crystal structure of the rabies virus nucleoprotein-RNA complex. Science 313 : 357-360. https://doi.org/10.1126/science.1125280.
– Tarbouriech N, Curran J, Ruigrok RWH and Burmeister WP (2000). Tetrameric coiled coil domain of Sendai virus phosphoprotein. Nat Struct Biol 7 : 777-781. https://doi.org/10.1038/79013.
– Klumpp K, Ruigrok RWH and Baudin F (1997) Roles of the influenza virus polymerase and nucleoprotein in forming a functional RNP structure. EMBO J 16 : 1248-1257. https://doi.org/10.1093/emboj/16.6.1248.
– Burmeister WP, Ruigrok RWH and Cusack S (1992) The 2.2 Å resolution crystal structure of influenza B neuraminidase and its complex with sialic acid. EMBO J 11 : 49-56. https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1992.tb05026.x.

Anciens membres

BURMEISTER Wim — 2025-01-20T16:00:55Z

Florian Chenavier, M2 et doctorat (Soutenance en 2024)
Emmi Mikkola, doctorat
Amélie Donchet, M2 et doctorat (Soutenance en 2021)
Serafima Guseva, doctorat (Soutenance en 2021)
Thi Thanh Mai Duong, M2
Sabrina Merrouche, M2
Alice Labaronne, doctorat (Soutenance en 2017)
Christopher Swale, M2 et doctorat (Soutenance en 2015)
Laura Tengo, ingénieure CNRS
Myriam Miloudi, M2
Delphine Guilligay, ingénieure d'études CNRS
Irina Gutsche, chargée de recherche CNRS
Marc Jamin, professeur UJF
Guy Schoehn, chargé de recherche CNRS
Frank Thomas, maître de conférence UJF/UGA
Alexandre Monod, M2 et doctorat (Soutenance en 2014)
Sylvie Chenavas, PostDoc
Guillaume Communie, doctorat (Soutenance en 2013)
Ambroise Desfosses, M2 et doctorat (Soutenance en 2012)
Ivan Ivanov, doctorat (Soutenance en 2011)
Manuel Blanc, M2
Denis Bouvier, PostDoc
Alexandre Dias, M2 et doctorat (Soutenance en 2010)
Majida El Bakkouri, M2 et doctorat (Soutenance en 2008)
Céline Fabry, M2 et doctorat (Soutenance en 2008)
Francine Gérard, M2 et doctorat (Soutenance en 2008)
Florence Baudin, chargée de recherche CNRS
Sebastien Boulo, doctorat (Soutenance en 2008)
Antoine Maillard, PostDoc
Aurélie Albertini, M2 et doctorat (Soutenance en 2006)
Marlyse Buisson, ingénieure CHU/UJF
Inmaculada Garcia-Robles, PostDoc
Monique Perrissin, technicienne UJF
Sarah Solinet, M2
Isabelle Petit, technicienne UJF

Virus Influenza - structure de la RiboNucléoProtéine

BURMEISTER Wim — 2025-01-20T14:27:27Z

Le génome du virus influenza est composé de plusieurs molécules d'ARN encapsidées formant des complexes ribonucléoprotéiques (RNPs). Chaque RNP est composée d'un segment d'ARN viral, recouvert de multiples copies de la nucléoprotéine (NP) et avec une ARN polymérase ARN-dépendante (RdRp) interagissant spécifiquement avec les extrémités 5' et 3' conservées de l'ARN. Chaque RNP constitue une unité fonctionnelle indépendante capable de transcrire et répliquer le segment d'ARN viral dans le noyau de la cellule infectée. L'équipe a participé à l'épopée pour décortiquer la structure de l'ARN polymérase virale et elle s'est attelée à percer le secret de l'organisation hélicoïdale faite de deux brins antiparallèles de la nucléocapside.

Les constituants de la RiboNucléoProtéine du virus influenza. (gauche) les principaux domaines de l'ARN polymérase sur lesquels l'équipe a travaillé. (droite) Particule hélicoïdale formée de deux brins antiparallèles, reconstituée in vitro à partir de nucléoprotéine monomérique et d‘ARN synthétique. T. Crépin.

La direction actuellement suivie par l'équipe vise à combiner l'ensemble des constituants pour reconstituer la RNP.

Borna disease virus - la machine de réplication

BURMEISTER Wim — 2025-01-20T14:27:23Z

Les Bornavirus occupent une place particulière au sein des Mononegavirales (virus dont le génome est constitué d'un ARN non segmenté). Ils infectent le plus grand nombre d'espèces du règne animal, des poissons aux mammifères. Ils se répliquent dans le noyau, où ils assemblent des usines virales (vSPOTs) en étroite relation avec la chromatine du neurone. Il a été récemment démontré que certains orthobornavirus de mammifères (par exemple, le Borna disease virus 1 (BoDV-1) et le bornavirus 1 de l'écureuil multicolore (VSBV-1)) peuvent infecter l'homme, affectant principalement les tissus neuronaux et provoquant une encéphalite mortelle. Le génome des bornavirus se compose d'environ 8900 nucléotides et représente le plus petit génome connu parmi les Mononegavirales.
La machinerie réplicative du BoDV-1, un complexe entre l'ARN polymérase ARN-dépendante (RdRp ou L) et la phosphoprotéine (P), produit différents ARNm à partir du génome via une transcription séquentielle polaire, codant pour un total de six protéines virales. A l'exception de la nucléoprotéine (N) sans ARN et de la protéine matricielle, on ne sait rien de la structure de ces protéines virales.

Analyse structurale du POD de différents orthobornavirus. Courbes expérimentales de SAXS des POD de (a) BoDV-1, (b) MuBV-1 et (c) GaVV-1. Enveloppes à basse résolution des POD de (d) BoDV-1, (e) MuBV-1, et (f) GaVV-1 basées sur la modélisation ab initio. Structure aux rayons X des POD de (g) BoDV-1, (h) MuBV-1, et (i) GaVV-1. (j) Alignement de la séquence des POD avec les structures secondaires du BoDV-1 et du GaVV-1, indiquées respectivement au-dessus et au-dessous de l'alignement de la séquence. T. Crépin

L'équipe travaille sur les différents partenaires de la machinerie réplicative des Bornavirus.

Virus Influenza - Export nucléaire et partenaires cellulaires.

BURMEISTER Wim — 2025-01-20T14:23:49Z

u cours de son cycle infectieux, le virus influenza entre dans le noyau de la cellule infectée pour répliquer son génome viral segmenté en de multiples copies, avant de l'exporter vers le cytoplasme et la membrane cellulaire. La protéine virale NEP (Nuclear Export Protein) joue un rôle central dans le mécanisme contrôlé de l'export nucléaire des segments d'ARN génomique viraux. La protéine interagit à la fois avec d'autres protéines virales qui s'attachent aux nouveaux segments d'ARN synthétisés et détourne des facteurs cellulaires impliqués dans l'export nucléaire de la cellule infectée.

Nous avons pour objectif d'élucider ce mécanisme peu compris au niveau moléculaire en utilisant des techniques de biochimie (production et purification de protéines recombinantes en système bactérien ou baculovirus-cellule d'insecte), de biophysique (SEC-MALS, anisotropie de fluorescence, BLI, etc.) et de biologie structurale (cryo-microscopie électronique, cristallographie, SAXS).

Modèles possibles de l'interaction de NEP avec la ribonucléoprotéine (RNP, constituée d'un segment d'ARN viral recouvert de multiples copies de la nucléoprotéine NP et de la polymérase hétérotrimérique PA-PB1-PB2 attachée aux extrémités 3' et 5' de l'ARN viral), la protéine virale de matrice M1 et le facteur cellulaire CRM1-RanGTP responsable de l'export nucléaire. T. Crépin

Nous nous intéressons aussi aux interactions avec les différents partenaires cellulaires que peuvent rencontrer les segments d'ARN encapsidés par la nucléoprotéine (complexe RiboNucléoProtéique, RNP) telles que des protéines de l'import nucléaire ou du système immunitaire.

Présentation

BURMEISTER Wim — 2022-11-25T07:51:15Z

Responsable : Marc Jamin

L'objectif de notre groupe est de comprendre les principes fondamentaux du processus de réplication mais aussi d'interférer avec la machinerie de réplication afin de développer de nouvelles stratégies antivirales autour de 4 grandes thématiques :

Étude de grands assemblages moléculaires (complexe de réplication du virus de la vaccine - nucléocapsides et complexe ARN polymérase des virus à ARN négatif : rougeole, Nipah, rage, bornavirus, grippe)
Caractérisation de complexes protéine-protéine (structure de petits domaines par cristallographie et RMN) et l'utilisation de méthodes d'évolution dirigée pour la sélection de peptides inhibiteurs de la réplication virale
Étude des interactions hôte-virus impliquées dans l'échappement aux systèmes de défense immunitaire de l'hôte et le détournement de machines cellulaires à l'avantage du virus afin de mieux comprendre les mécanismes de la pathogenèse, de l'évolution et de l'adaptation virale
Méthodes : biochimie, biophysique, cryo-microscopie électronique, cristallographie aux rayons X, diffusions aux petits angles, méthodes combinatoires (évolution dirigée, phage display)

Notre groupe est composé de quatre équipes avec des thématiques et expertises complémentaires : équipe Jamin (réplication des virus d'ARN non-segmentés), équipe Crépin/Ruigrok (réplication des virus d'ARN segmentés), équipe Hart (évolution dirigée de peptides) et équipe Burmeister (réplication de l'ADN des Poxvirus).

Equipe Hart : Activités de recherche

BURMEISTER Wim — 2022-10-28T16:18:56Z

i) l'étude et l'inhibition de la réplication virale à l'aide de méthodes d'évolution dirigée ; ii) l'expression de protéines complexes à l'aide de bibliothèques de constructions aléatoires à haut débit.

Sommaire
Keywords
Thèmes de recherche
Expression of Soluble Proteins by Random Incremental Truncation (ESPRIT)
Publications
Keywords

Directed evolution, protein engineering, host-pathogen interactions, viral polymerases

Thèmes de recherche

FluPept : Novel Influenza Peptide Inhibitors by Directed Evolution (financé par l'ANR) : Notre objectif est de mettre au point des médicaments candidats pour une preuve de concept et de nouveaux médicaments principaux qui ciblent les complexes de protéines du virus ou de l'hôte essentiels à la réplication du virus de la grippe. Ces nouvelles molécules sont à base de peptides et le virus devraient présenter de faibles niveaux de résistance aux médicaments. Ils seront appliquées aux cellules épithéliales infectées par le virus dans les voies respiratoires supérieures en utilisant des technologies d'inhalation ou de pulvérisation. Les méthodes de caractérisation utilisées comprennent le phage display, des essais biophysiques, la cristallographie aux rayons X et des essais de réplication de virus cellulaires. Collaboration : Naffakh Lab, Institut Pasteur et I2BM.

Figure 1. A) Approche expérimentale pour développer des inhibiteurs peptidiques ou peptidomimétiques pénétrant dans les cellules à haute affinité à partir de ligands peptidiques naturels à faible affinité (petits motifs linéaires ; SLiMs) B) M13 phage display des SLiMs pour les sélections d'affinité.

Influenza host adaptation : Les virus de la grippe aviaire actuellement en circulation peuvent franchir la barrière des espèces et devenir des souches hautement pathogènes, transmissibles à l'homme et présentant un potentiel pandémique. Cela peut résulter de mutations dans plusieurs protéines de l'influenza. Après avoir identifié à l'aide d'ESPRIT des domaines solubles non prédits à l'aide d'ESPRIT (voir ci-dessous), nous avons caractérisé leurs interactions avec des facteurs de la cellule hôte impliqués dans l'importation nucléaire et l'adaptation du virus de la grippe à l'hôte. Collaborations : Cingolani and Blackledge groups.

Figure 2 : Un domaine précédemment insoupçonné de la polymérase de l'influenza, identifié par le criblage d'expression ESPRIT et caractérisé structurellement par cristallographie aux rayons X. Une seule mutation vers la lysine au niveau du résidu 627 peut être responsable de l'évolution de virus aviaires de type sauvage qui ont un acide glutamique à cette position vers des virus de la grippe humaine ; ceci peut être partiellement expliqué par les interactions entre cette région et le facteur hôte ANP32.

Expression of Soluble Proteins by Random Incremental Truncation (ESPRIT)

Le criblage de bibliothèques aléatoires ESPRIT permet d'identifier des variantes solubles de protéines peu solubles. Depuis plus de dix ans, nous l'utilisons sur nos cibles et celles de nos collaborateurs/utilisateurs pour identifier des constructions solubles bien exprimées à partir de protéines mal connues.
L'accès financé à cette technologie unique est possible par Instruct. Accès non ou partiellement financé via FRISBI and ISBG.

Figure 3 : Des banques de 10 à 30 000 constructions aléatoires à partir d'un seul gène cible sont générées dans E. coli et criblées à l'aide des robots haut debits. Les clones qui produisent des protéines purifiables sont séquencés pour déterminer les limites des domaines.

Publications

Voir aussi ORCID profile

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Equipe Burmeister : Activités de recherche

BURMEISTER Wim — 2016-08-10T15:33:00Z

Sommaire
Introduction
Notre projet
Mots clés
Techniques spécialisées
Introduction

L'un des grands succès de la médecine moderne a été l'éradication du virus de la variole déclarée en 1979 après une longue campagne de vaccination avec le prototype du poxvirus, le virus de la vaccine (VACV), qui est également un système modèle sûr. Cependant, la famille des poxvirus comprend des membres ayant un fort potentiel de propagation à partir du règne animal, où les virus de la variole du singe (MPXV) et du cowpox virus présentent le principal risque. Au début de l'été 2022, cette crainte s'est concrétisée par une épidémie de mpox causée par le MPXV, qui se transmet principalement par les rapports sexuels entre hommes. Auparavant, le MPXV a donné lieu à des épidémies locales en République démocratique du Congo et en Afrique de l'Ouest, avec environ 5000 cas par an et un taux de mortalité d'environ 2 %. Même si le nombre de cas diminue actuellement, on ne peut exclure une évolution future du virus mpox vers une transmission plus efficace, une fois qu'il aura été introduit dans la population humaine, où un taux de mutation accru a été observé.
Il est donc essentiel de se préparer aux infections par les poxvirus en disposant d'une gamme d'antiviraux, mais il n'existe à ce jour que deux molécules, le brincidofovir (qui s'est avéré trop toxique lors de l'épidémie actuelle) et le tecovirimat. Une meilleure connaissance de la machinerie unique de réplication de l'ADN et de son interaction avec le démantèlement du virion dans la cellule après infection et l'assemblage des nouvelles particules virales permettra de développer de nouveaux composés (voir [1]).
La réplication du génome du poxvirus est entièrement cytoplasmique et peut se produire même en l'absence du noyau cellulaire. En outre, la machinerie de réplication des poxvirus est unique en raison de la structure du génome qui peut être décrite comme un ADN double brin linéaire circularisé aux extrémités par des boucles en épingle à cheveux. Ces télomères ont une structure particulière car les boucles terminales sont précédées d'un tronçon d'ADN double-brin incomplètement apparié, une séquence conservée de résolution des télomères nécessaire pour former des génomes viraux à partir d'intermédiaires concatémériques et de séquences répétitives terminales (Figure 1).

WP Burmeister

Figure 1 : A) Organisation du génome du VACV avec le télomère « flip » à gauche et le télomère « flop » à droite, avec une vue zoomée sur séquences répétées. B) L'extrémité de l'épingle à cheveux du télomère « flip » avec une proposition d'appariement de bases obtenue avec le serveur web RNAstructure. La position de l'origine de réplication proposée (flèche rouge) et une partie du site de résolution du concatémère (ligne verte) sont indiquées. (Senkevich et al., 2015.) C) Modèle 3D de l'ADN perturbé obtenu par le serveur Web 3dRNA/DNA, ne tenant pas compte de l'effet des protéines liées.

Notre projet

Nous travaillons sur le virus de la vaccine, qui est identique à 98 % au virus de la variole et au virus de la variole du singe au niveau des acides aminés des protéines essentielles de réplication de l'ADN : l'hélicase-primase D5, l'holoenzyme ADN polymérase constituée de la sous-unité catalytique E9 et le facteur de processivité composé de la protéine accessoire A20 et de l'uracile N-glycosylase D4.
Récemment, nous avons, en même temps d'autres groupes, déterminé la structure de l'holoenzyme polymérase ( [2], Figure 2) et du domaine hélicase de D5 ( [3], Figure 3). Ces progrès pourraient s'appuyer sur la structure tridimensionnelle de ces protéines et de leurs interfaces, déterminée par notre groupe à une résolution croissante, qui a culminé avec la structure aux rayons X de la polymérase E9 [4]. Plus récemment, une structure de l'interface A20-E9 a été obtenue par résonance magnétique nucléaire (RMN) structurelle [5]. La connaissance détaillée des interfaces des différentes sous-unités de la polymérase peut être utilisée pour la conception d'inhibiteurs qui interfèrent avec l'assemblage du complexe protéique.

WP Burmeister

Figure 2 : Densité obtenue par cryo-EM à 3,9 Å de résolution et modèle de l'holoenzyme polymérase E9-A20-D4. Polymérase E9 : orange ; facteur de processivité A20 : violet ; glycosylase uracyl-ADN D4 : vert

En raison de sa dynamique et de sa flexibilité, la structure à haute résolution de l'hélicase-primase D5 est restée longtemps inaccessible. Nous avons obtenu des premières informations à basse résolution sur la structure et l'organisation des domaines de D5 avec un domaine primase N-terminal et un domaine hélicase C-terminal [6] reliés par un domaine d'oligomérisation et un domaine potentiellement liant le zinc. D5 a été largement étudié par diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS), ce qui a également conduit à de nouveaux développements méthodologiques dans la combinaison de la SAXS et de la chromatographie sur colonne.
Grâce à l'évolution rapide de la cryo-microscopie électronique et à la prédiction de la structure par Alphafold2, nous avons obtenu la structure cryo-EM de 4,1 Å du fragment de l'hélicase en complexe avec de l'ADN [2]. Cette structure révèle l'architecture de toute une classe d'hélicases hexamériques présentes dans les bactériophages et dans des éléments d'ADN se répliquant de manière autonome. Cependant, la séparation des brins par l'hélicase D5 n'a pas été clairement démontrée et, comme le montrent les structures, le domaine collier forme toujours un anneau hexamérique fermé (Figure 3). La clé du mécanisme énigmatique de l'entrée de l'hélicase dans la fourche de réplication pourrait résider dans la structure particulière des télomères du génome du poxvirus (Figure 1) où les origines de réplication ont été proposées. Pour cette raison, nous avons débuté l'étude de la structure des télomères et de ses protéines associées.
Pour l'holoenzyme de la polymérase, nous avons obtenu la structure de la forme apo (Figure 2) et nous avons également pu montrer qu'en solution, des formes plus ouvertes doivent être présentes [3]. Malgré la publication récente de plusieurs structures liées à l'ADN, des fonctions de l'holoenzyme, telles que la fonction de relecture ou la synchronisation avec le domaine primase de D5 dans le contexte de la fourche de réplication, ne sont pas comprises. Une publication récente sur le rôle de la protéine H5 en tant que facteur de processivité supplémentaire a montré la nécessité de réexaminer le rôle des facteurs de processivité.

WP Burmeister

Figure 3 : Reconstruction par cryo-microscopie électronique du domaine hélicase de D5 avec un ADN double brin lié (en vert). Les domaines structuraux sont le collier (en jaune), le domaine AAA+ hélicase (en orange) et le domaine C-terminal en violet.

L'explosion récente des informations structurales nous fournit des instantanés de la machinerie de réplication, qui doivent encore être replacés dans leur contexte, ce qui appelle à davantage de travaux biochimiques sur l'holoenzyme de la polymérase, l'hélicase-primase et leur interaction.
Afin de progresser dans la compréhension de la réplication de l'ADN des poxvirus, nous utiliserons les techniques dans lesquelles notre équipe est spécialisée :la cryo-microscopie électronique (cryo-EM), la cristallographie des rayons X et la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS) combinées à d'autres techniques biophysiques telles que la diffusion de la lumière aux angles multiples (MALS), l'interférométrie des couches biologiques (BLI), l'électrophorèse sur gel de polyacrylamide (PAGE), les tests de déplacement de la mobilité électrophorétique (EMSA), etc.
Nous travaillons en étroite collaboration avec Frédéric Iseni qui dirige le Laboratoire de Virologie de l'IRBA, à Bretigny-sur-Orge, en région parisienne sur la génération de virus mutants afin de valider des résultats des analyses structurales.

Mots clés

poxvirus, réplication d'ADN, polymérase d'ADN, hélicase, primase, facteur de processivité, telomère

Techniques spécialisées
Production de protéines recombinantes dans les cellules d'insectes et E. coli
Cristallographie aux rayons X
Cryo-EM
Caractérisation biochimique et biophysique (anisotropie par fluorescence, résonance plasmonique de surface, SAXS, dichroïsme circulaire, MALLS, BLI)

[1] Tarbouriech, N., Burmeister, W.P., Bersch, B. & Iseni, F. Le complexe de réplication des poxvirus : cible potentielle de molécules antivirales. Virologie 28 (1) : 23‑35. https://doi.org/10.1684/vir.2024.1033 (2024).

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