Les progrès du séquençage du génome ont relégué l'évaluation phénotypique des virus au rang de simple complément du génotypage. À la lumière des récentes avancées dans les approches de spectrométrie de masse (MS) native pour la caractérisation des virus, nous pensons que les mesures de masse peuvent très bien compléter les approches génomiques, à des rangs taxonomiques élevés. Pour démontrer cette approche, nous avons calculé la masse totale des virions des virus respiratoires humains (HuReV), et nous les avons regroupés dans leurs familles respectives, en se basant seulent à leur masse totale. J'ai nommé ce processus de classification taxonomique "phylobarique" ("phûlon" : groupe ; et "baros" : poids). Nous soutenons la nécessité de constituer une base de données expérimentales, qui pourrait être utile en cas de pandémie, pour rapidement classé les virus pathogènes et aider au triage des patients. En outre, la mesure de la masse des virus pourrait ajouter une dimension à l'analyse phylogénétique, d'une manière phénétique (morphologique), permettant d'évaluer la proximité évolutive au-delà des simples séquence homologues. Pour affirmer ce cadre théorique, des efforts supplémentaires ont été consacrés à l'amélioration de l'instrumentation de la spectrométrie de masse à nano-résonateurs (NEMS-MS), une approche expérimentale unique permettant de mesurer des particules virales individuelles, non chargées et aérosolisées. Dans une gamme qui recouvre parfaitement la gamme de masse estimée des HuReV (5-6000 MDa). Ces travaux ont conduit au développement d'un nouveau prototype NEMS-MS, plus compact et plus facile à utiliser. Les travaux ultérieurs se sont concentrés sur la caractérisation de la relation masse-structure des virions en effectuant des analyses structurelles d'un modèle de particule analogue à un virus (VLP) qui est la capside du phage T5, un système modèle bien étudié par NEMS-MS. Les principales comparaisons ont porté sur l'étude des différences de structure entre les T5-VLPs produites par infection ou par recombinaison, et sur la vérification de la présence ou de l'absence des protéines de décoration sur ces VLPs. En outre, j'ai également étudié de nouvelles sources alternatives de particules virales bien étudiées, telles que les adénovirus humains, les norovirus murins et le coliphage MS2. Une approche méthodologique utilisant une variété de techniques de caractérisation de particules uniques en phase liquide et gazeuse a été développée pour valider le lien entre la masse et la structure. L'idée principale était qu'en effectuant des mesures à chaque étape de l'analyse, le sort de l'échantillon est connu à chaque étape, de la préparation de l'échantillon à la nébulisation, jusqu'à ce qu'il atteigne le détecteur de masse. Nanotracking Analysis (NTA) a été utilisée pour les mesures liquides ; Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS) a été utilisé pour les mesures dans les aérosols et la microscopie électronique à balayage (MEB) a servi de méthode de contrôle tout au long de la chaîne. Des mesures supplémentaires en liquide par ME à transmission (TEM par coloration négative), Tunable Resistive Pulse Sensing (TRPS), proteomique ‘bottom-up’ et microscopie à force atomique (AFM) ont également été effectuées en tant que contrôles. Ce pipeline peut être facilement adapté à tous virus d'intérêt futur. Ce travail constitue une analyse détaillée du transfert des virus de la phase liquide à la phase gazeuse, qui pourrait finalement être comparée à l'aérosolisation naturelle des virus respiratoires pathogènes. En conclusion, cette thèse apporte la preuve que la "masse moléculaire" des virions entiers représente une propriété phénotypique virale intrinsèque et distinctive, qui peut être utilisée pour identifier et catégoriser les virus. En outre, l'étude des virus lors de leur transfert de la phase liquide à la phase gazeuse fournit des informations importantes sur la relation entre leur structure native et leur masse moléculaire.

​ ​​​Contact : Christophe Masselon​​