209 Propagation d`un Virus Sigma D6fectif au Niveau de Disques

Downloaded from www.microbiologyresearch.org by
IP: 88.99.165.207
On: Wed, 19 Apr 2017 05:21:30
J. gen. Virol. (197o), 8, 2o9-218
Printed in Great Britain
209
Propagation d'un Virus Sigma D6fectif
au Niveau de Disques Imaginaux d'Aile Implant6s dans des
Drosophiles Adultes
Par JACQUELINE BERNARD
Laboratoire de gdndtique des virus du CNRS, 9I-Gif-sur-Yvette, France
(Accepted 8 May I97O)
SOMMAIRE
Le virus h6r6ditaire de la Drosophile, Sigma, peut ~tre propag6 au niveau de disques
imaginaux d'aile implant6s dans la cavit6 abdominale de mouches adultes. Cette propaga-
tion peut avoir lieu & travers les divisions cellulaires m~me lorsque le variant utilis6 est
d6fectif pour les fonctions de maturation (variant u-p).
L'6tude des modalit6s de la transmission de cellule m~re ?~ cellules filles nous conduit ~t
penser qu'il s'6tablit un ~quilibre stable sans que les g~nomes viraux soient int6gr6s au
g6nome de la cellule h6te. Cet 6tat porteur serait du type 'Regulated infection of cells'.
INTRODUCTION
Le virus sigma (cr), virus h6r6ditaire de la Drosophile, rend les mouches qui l'h6bergent
sensibles au gaz carbonique (L'Heritier, 1958).
Lors de travaux pr6c6dents, nous avons montr6 qu'un disque d'aile infect6 par o- est
capable de rendre son h6te sensible au gaz carbonique s'il est implant6 darts un h6te primi-
tivement sans virus (Bernard, 1964). Ce pouvoir infectant se manifeste aussi bien dans le
cas o~ le disque a 6t6 pr61ev6 sur une larve h6r6ditairement infect6e, que dans celui oO il a
6t~ infect6 au cours d'un passage dans un h6te viros6 (Bernard, 1968). Les blast6mes infect~s
secondairement acquibrent le pouvoir infectant moins de 24 hr aprbs implantation dans
l'h6te infectant (Bernard, I97oa ). Une fois acquis, le pouvoir infectant reste permanent
quelle que soit l'histoire ult6rieure du blast,me (Bernard, I964, I966, I968, i967oa).
Cependant les cellules infect6es avec les souches virales utilis6es jusqu'alors produisent des
virions (Bernard, ~964, 1968) capables de r6infecter ult6rieurement les cellules n6o-form6es,
qui pourraient ne pas contenir l'information g6n6tique virale. On ne peut donc pas savoir
si la permanence du pouvoir infectant fair intervenir les possibilit6s de r6infection des
cellules, ou si elle est due & la pr6sence continue de g6n6mes viraux darts les cellules et ~t
leur r6partition au moment des mitoses (transmission horizontale ou verticale, suivant la
terminologie utilis6e par Lehmann-Grube et al. 1969).
On doit pouvoir choisir entre les deux hypoth6ses, si l'on dispose de blast6mes dans
lesquels le virus o" existe sous une forme d6fective, g6n6tiquement incapable de maturation.
Or de tels blast~mes paraissent pouvoir atre fournis par des souches de Drosophiles, dites
ultra-p (u-p), qui ddrivent de mouches d6couvertes et isol6es par Brun (i 963) dans une souche
perp6tuant le virus o- ~t l'&at stabilis6. Ces souches sont caract6ris6es par les propri6t6s
suivantes:
--les mouches u-p sont rdsistantes au gaz carbonique.

Downloaded from www.microbiologyresearch.org by
IP: 88.99.165.207
On: Wed, 19 Apr 2017 05:21:30
210 J. BERNARD
--les extraits pr6par6s/t partir des mouches u-p ne sont jamais infectieux.
--le virus o- inocul6 aux mouches u-p ne provoque l'apparition du sympt6me que tr~s
tardivement ou pas du tout, et sa multiplication est ralentie. Par contre, le virus de la stoma-
tite v6siculaire, virus trbs voisin de o-, se multiplie normalement dans les mouches u-p (Printz,
communication personnelle); l'immunit6 est donc spdcifique de o- et n'est pas due h un facteur
interf6rant diffusible produit par les cellules de la mouche.
--cette immunit6 caract6ristique, comme la sensibilit6 au CO~ des mouches stabilis6es
pour le virus o-, est ~t h6rddit6 exclusivement maternelle. La transmission h6r6ditaire n'est
d'ailleurs pas toujours parfaitement r6guli6re et il apparait parfois dans la descendance des
clones de mouches identiques aux mouches de r6fdrence. Tout comme dans le cas des
Drosophiles stabilis6es, ces accidents, appelds par Iconomidis & L'Heritier (1961) 'ddcro-
chages', peuvent ~tre soit spontan6s, soit provoqu6s par un traitement thermique.
-- on peut observer, en plus des mouches totalement gu6ries, des mouches partiellement
gu6ries. Ces derni6res pr6sentent une immunit6 partielle; elles manifestent le sympt6me aprbs
inoculation, mais le d61ai d'apparition de ce sympt6me est plus long que pour les lots t6moins.
Ces mouches sont interpr6t6es comme des mosaiques somatiques de cellules gu6ries et de
cellules ultra-p r6sultant d'un accident de la transmission verticale qui s'est produit ~ un
stade tardif du d6veloppement. La d6tection de l'6tat mosa~que se fait sur l'imago longtemps
apr6s le traitement thermique qui l'a produit. I1 apparait donc que dans les mosaiques les
deux types de cellules demeurent coexistantes, les cellules gu6ries ne pouvant passe r6in-
fecter selon le mode horizontal.
L'origine des mouches ultra-p, l'identit6 du mode de transmission h~r6ditaire de l'immunit6
des mouches u-p et de la sensibilit6 des mouches stabilis6es, l'identit6 de l'action du traite-
ment thermique sur la descendance des deux types de femelles, l'existence des mosa~ques
somatiques u-p et le fait que les extraits pr~par6s ~ partir de mouches u-p ne sont jamais
infectieux ont conduit Brun 0963) ~ interpr6ter les mouches u-p comme des mouches
stabilis6es pour un variant de o- qui serait d6fectif pour les fonctions de maturation. L'hypo-
th6se qu'il s'agit d'un variant de o- est confirm6e par le fait qu'il semblerait d'apr~s un travail
en cours, que l'on puisse obtenir des mouches u-p en faisant agir un mutag6ne sur des Droso-
philes stabilis6es (F. Diatta, communication personelle).
I1 a donc paru int6ressant de proc6der ~t des transplantations de disques d'aile emprunt6s
des larves de souches u-p et de rechercher s'il est possible de mettre en 6vidence, ~t leur
niveau, la pr6sence du virus d&ectif. Celle-ci devrait s'e×primer notamment par l'impossi-
bilit6 ou la difficult6 d'infecter les blast~mes avec un virus o- normal. La permanence de cette
immunit6 contre un surinfectant d6montrerait la perp6tuation du virus d6fectif, perp6tua-
tion qui ne pourrait ~tre qu'une transmission verticale.
METHODES
Souches de Drosophiles. Toutes les Drosophiles utilis6es, qu'elles h6bergent ou non le
virus o', sont h6t6rozygotes pour les gbnes sepia et ebony. Les Drosophiles de r6f6rence sans
virus sont toutes capables de subir la multiplication du virus o-, qu'il soit introduit ~t la suite
de l'inoculation d'un extrait virulent, ou de l'implantation d'un blast6me infect6; elles de-
viennent alors sensibles au gaz carbonique. Rdciproquement, l'apparition du sympt6me
permet de mettre en 6vidence la pr6sence de o-. Les h6tes sans virus peuvent donc atre
utilis6s soit comme h6tes interm6diaires lorsque plusieurs transferts successifs des blastbmes
sont n6cessaires, soit comme h6tes d6tecteurs lorsque nous cherchons ~ mettre en 6vidence la
prdsence de o- dans les blast6mes.

Downloaded from www.microbiologyresearch.org by
IP: 88.99.165.207
On: Wed, 19 Apr 2017 05:21:30
Propagation d' un virus or dOfectif 21 I
Souches virales. Le virus AFB (Bernard, I97oa) est un virus o- normal. I1 peut &re propag6
par h6r6dit6 maternelle pendant un nombre ind6fini de g6n6rations (6tat stabilis6); il peut
6galement ~tre acquis soit par h6r6dit6 paternelle, soit h la suite d'une injection d'un extrait
virulent, soit encore par implantation d'un blast6me infect6, mais dans ce cas la trans-
mission ne se fait pas au-del~t d'une g6n6ration (6tat non stabilis6).
Nous avons utilis6 deux souches de Drosophiles h6bergeant le virus d6fectif, u-p46 et
v-P75~, qui ont manifest6 des propri6t6s diff6rentes bien qu'elles aient une origine
commune.
Mise en dvidence de l'immunitg au niveau des imagos. Un extrait virulent est inject6 d'une
part/~ un lot de mouches sans virus, d'autre part hun lot de mouches u-p. Ces deux lots sont
ensuite soumis au test du gaz carbonique. Les mouches u-p demeurent r6sistantes au CO2
alors que le lot t6moin est tu6 en moins de ~2 jours.
Mise en dvidence des 'ddcrochages'. Le d6crochage s'exprime dans la descendance d'une
femelle par l'apparition de mouches sans virus. Dans le cas d'une souche u-p ces accidents
s'accumulent au cours des gdn6rations puisqu'il n'y a pas de r6infection possible de la lign6e
germinale femelle par transmission horizontale/t partir des cellules voisines. I1 en rdsulte
que pour conserver les ligndes u-p, on est oblig6 de pratiquer une s61ection ~t chaque
g6n6ration.
La s61ection pourrait se faire en marne temps que la mise en 6vidence de l'immunit6
somatique, par inoculation d'un extrait virulent aux imagos (Brun, I963). Nous avons
prdf6r6 utiliser le fait que dans les ovocytes produits par les femelles u-p, un surinfectant
apport6 par le spermatozoide lors de la f6condation ne se manifeste pas (Gay & Ozolins,
I968 ). I1 suttit alors de r6aliser les croisements ~u-p x c~ stabilis6 et de faire subir/t la descen-
dance le test du gaz carbonique; si l'on choisit un male capable de transmettre o-/t la totalit6
de sa descendance, les adultes r6sistants issus d'un tel croisement sont tous u-p. Nous avons
d'autre part montr6 dans un travail prdc6dent (Bernard, ~97ob) que le virus ~r introduit par
voie paternelle n'avait qu'une faible probabilit6 de se trouver dans les disques d'aile de larves
issues d'une m6re sans virus, ~t l'Sge off les larves sont dissdqudes. Cette probabilit6 dolt atre
~t priori encore plus faible dans le cas des mouches u-p, nous avons d'ailleurs v6rifi6 que les
disques ainsi obtenus n'avaient aucun pouvoir infectant.
RESULTATS
Mise en dvidence de l'immunitd au niveau des blastkmes u-p
Nous avons pr61ev6 un disque d'aile par larve de la souche u-p. Ces disques ont 6t6 im-
plant6s dans des h6tes infectants AFB. Ces h6tes sont ensuite diss6qu6s, et les blast6mes
retrouv6s sont r6implant6s dans un h6te d6tecteur qui subira le test du gaz carbonique. Les
h6tes d6tecteurs qui ne manifestent pas le sympt6me apr6s 17 jours s ont 5 leur tour diss6qu6s
pour v6rifier la prdsence de l'implant. Par contre, les mouches devenues sensibles n'ont pas 6t6
diss6qu6es. Or nous savons, pour l'avoir constat6 dans d'autres expdriences, qu'un h6te im-
plant6 avec unblast6me h6bergeant le virus AFB peut devenir sensible sans que ce blast6me soit
retrouv6; un blast6me peut donc lib6rer des unit6s infectantes, puis d6g6n6rer. I1 est probable
que cette ddg6n6rescence se produit 6galement avec les blastbmes pr6sentant une immunit6,
mais comme l'implantation de ceux-ci ne conduit ~ la manifestation d'aucun sympt6me,
nous n'avons aucun moyen de les d6celer s'ils ont d6g6n6r6. I1 en rOsulte que le nombre de
blast6mes qui, bien qu'ayant 6t6 r6ellement implant6s, n'ont pas rdussi g rendre sensible
l'h6te d6tecteur est probablement sous-estim6.
Implantsquin'acquiOrentpas lepouvoir infectant. Nous comparons (Tableau I) le nombre

Downloaded from www.microbiologyresearch.org by
IP: 88.99.165.207
On: Wed, 19 Apr 2017 05:21:30
212 J. BERNARD
total de mouches devenues sensibles avant ~7 jours et le nombre de mouches r6sistantes
o/1 l'implant a 6t6 retrouv6, suivant que le disque a ~t6 prdlev6 dans une larve u-p ou dans
une larve t6moin sans virus. Le X 2 est largement significatif (9"5) pour l'exp6rience r6alis6e
avec la souche u-p 46. La diff6rence observ6e entre les blastbmes issus de la souche u-p 75 I
et les blast6mes tdmoins est plus faible, mais au cours de six ans d'exp6riences semblables avec
des blast~mes sans virus, nous n'avons jamais retrouv6 l'implant lorsque l'hSte d6tecteur
est rest6 rdsistant.
Tableau I. Etude de l'acquisition du pouvoir infectant par les blastkmes u-p et les blastkmes
tdmoins ayant subi un passage clans un h6te infectant o-(AFB) en premiOre gdndration de transfert
Hotes d6tecteurs :
( R6sistants
R6sistants apr6s aprds 17 jours
Sensibles Sensibles Total des ~ 7 jours Implant
~< Io jours > IO jours sensibles Implant retrouv6 Total non retrouv~
Dur6e du s6jour
darts l'h6te infectant
(o- AFB)
u-p 75I
5 jours
7 jours
IO jours
13 jours
T6moins
u-p 46
T6moins
i} :t !t !/
5 I i2 I7 4 21 3
3~ 4 ~ 3J
zo 3 23 o 23 4
26 29 55 7
2I O 2I 8
La dur6e de ce premier transfert varie entre 3 et 5 jours pour la souche u-p 46, entre 5 et 13 jours
pour la souche v-p 751.
Donc, aussi bien dans le cas de la souche u-P75I que dans le cas de la souche 0-/946, un
certain nombre de disques pr61ev6s dans des larves u-p ne s'infectent pas lors d'un passage
dans un hSte AFB. I1 est logique de penser que l'impossibilit6 de surinfecter correspond 5.
l'immunit6 caract6ristique des mouches u-p et qu'elle est dfie 5. la pr6sence dans les cellules
du disque de g6n6mes viraux u-p.
Implants acqugrant un faible pouvoir infectant. Les h6tes d6tecteurs implant6s avec des
disques pr61ev6s sur des larves u-P751 ont fit6 soumis r6guli6rement au test du gaz car-
bonique. Nous pouvons donc classer les h6tes d&ecteurs en sensibles pr6coces et sensibles
tardifs, et comparer avec les lots t6moins (Tableau I). Le X 2 est significatif (I7.2). Donc parmi
les disques u-p 751 qui ont rendu l'hSte d6tecteur sensible et sont donc surinfectds, un certain
nombre poss6dent un pouvoir infectant plus faible que celui des tdmoins. Les donn6es du
Tableau I ne mettent en 6vidence aucune 6volution de la fr6quence des blast6mes poss6dant
une immunit6 partielle en fonction de la dur6e du s6jour dans l'h6te infectant; cependant
l'6cart de temps 6tudi6 est trop restreint et les effectifs trop faibles pour que l'on puisse avoir
une certitude.
Deux hypoth6ses peuvent ~tre envisag6es pour expliquer cette immunit6 partielle:
-- le blast6me ne contient qu'un seul type de cellules, mais l'immunit6 de celui-ci contre
un surinfectant n'est que partielle. Notons toutefois que lorsqu'on injecte 5- des imagos
u-P751 un extrait virulent pr6par6 5- partir d'AFB ces imagos ne deviennent pas sensibles
au CQ; leur immunit6 est donc tr6s forte. I1 est cependant difficile d'en tirer une conclusion
sur la r6action des blast6mes, car un blast6me et un imago ne sont pas comparables.
--les blast6mes sont des mosa'fques: au cours des mitoses, quelques cellules perdent

Downloaded from www.microbiologyresearch.org by
IP: 88.99.165.207
On: Wed, 19 Apr 2017 05:21:30
Propagation d' un virus cr ddfectif zI 3
l'information g6n6tique virale v-p et peuvent donc ~tre infect6es par le virus AFB. Cette
perte du virus u-p peut alors ~tre assimilde au m6canisme conduisant aux mouches mosaiques
observdes par Brun (1963). Ce ddcrochage somatique se produirait au hasard darts les blas-
t~mes; selon sa pr6cocit6 (dans la larve, au d6but du s6jour dans l'h6te AFB ou ~t la fin de
ce sdjour) nous obtiendrions l'une ou l'autre des trois cat6gories d'h6tes d6tecteurs (sensibles
pr6coces, sensibles tardifs ou r6sistants). Les exp6riences suivantes tentent de trancher entre
ces deux hypotheses.
Comparaison de la frdquence de l'immunitd totale parmi les ovocytes et les disques de rn~me
origine
Les ddcrochages au niveau des ovogonies des mouches de la souche v-P75~ se produisent
avec une fr6quence inf6rieure/~ o'o5. La fr6quence des disques ne manifestant aucune im-
munit6 est donc tr~s nettement sup6rieure.
Tableau z. Comparaison entre le nombre d'ovocytes et te hombre de btastkmes
prdsentant l'immunitd caractdristique ( Souche u-p46)
Aucune immunit6
.&
r ~
Effectif Fr~quence Immunit~
I~re g6n6ration
Adultes o o 33 I
Implants z o. 18 9
26me g6n6ration
Adultes 8 o.o2 33o
Implants 8 o'44 I o
36me g~ndration
Adultes I o2 o. I I 913
X 2
55
71
La surinfection a eu lieu lors de la f6condation de l'ovocyte par le spermatozoide mais est mise
en 6vidence par le test au CO~ des adultes. La surinfection des blast6mes a eu lieu lors du premier
transfert. L'exp6rience a 6t6 r6p~tde deux fois.
La souche u-p46 s'est r6v616e tr6s peu stable au moment o/~ nous l'avons utilis6e; une com-
paraison plus pr6cise s'impose donc. La comparaison a 6t6 r6p6t6e deux fois, 5~ une g6n6ra-
tion d'intervalle. Des adultes issus des m~mes pontes que les larves diss6qu6es ont 6t6
class6s suivant qu'ils manifestent ou non l'immunit6 caract6ristique vis-~t-vis d'un surin-
fectant apport6 par h6r6dit6 paternelle. Les disques sont implant6s en premier transfert
dans un h6te infectant AFB, puis subissent un deuxi~me transfert dans un hSte d6tecteur.
Ces disques sont ensuite class6s suivant qu'ils peuvent ou non ~tre infect6s par le virus AFB
(Tableau 2). Les y 2 sont hautement significatifs (55 et 71).
Pour les deux souches virales 6tudi6es, il y a donc/t chaque g6n6ration moins de disques
impossibles 5. infecter que d'ovocytes manifestant l'immunit6. Or larves et adultes provien-
nent des m~mes tubes d'61evage, et la s61ection n'intervient qu'avant la ponte (s61ection des
parents /~ chaque g6n6ration) et apr6s l'6mergence imaginale.
Stabilitd de l'immunitd des blastOmes u-p au cours des transferts successifs
Souche u-p46. Nous comparons Ie pouvoir infectant de disques tJ-p46 ayant pass~ la
premi6re g6n6ration de transfert dans un h6te infectant et de disques n'ayant 6t6 surinfect6s
qu'en deuxi~me g6n6ration de transfert. Le nombre d'implants pr6sentant une immunit6
apr~s un transfert dans un h6te sans virus (~ 9/3 I) est le m~me que lorsque la surinfection est
tent6e d6s le premier h6te (23/36).