Du nouveau sur les mécanismes d’encapsidation des rétrovirus 🦠

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Dans un article publié dans Plos Biology, des scientifiques montrent que la fixation d'une protéine d'un rétrovirus, appelée Gag, qui joue un rôle central dans la formation des particules virales, est nécessaire mais pas suffisante pour permettre l'incorporation efficace de l'ARN génomique.

Le VIH, le virus du SIDA, est un rétrovirus.
Lymphocytes T infectés par le virus de l'immunodéficience humaine (jaune-vert) au microscope électronique à balayage.
Crédit: NIAID

La protéine Gag est essentielle à l'assemblage des particules rétrovirales...

La protéine Gag joue un rôle central dans l'assemblage des rétrovirus.

D'une part, elle constitue le précurseur des protéines structurales des particules virales: environ 2 000 copies de Gag s'assemblent pour former les particules rétrovirales immatures ; après bourgeonnement les molécules de Gag sont clivées, et les produits de maturation forment la matrice, la capside et la nucléocapside des particules virales matures infectieuses.

D'autre part, Gag sélectionne l'ARN génomique parmi la multitude d'espèces d'ARN cellulaires ou viraux dans le cytoplasme des cellules infectées, en vue de son encapsidation. Pour ce faire, Gag se fixe à une région de l'ARN génomique longue, selon les rétrovirus, d'environ 100 à 300 nucléotides qui contient des signaux d'encapsidation et appelée de ce fait Psi (Packaging Signal). Psi se caractérise, chez l'ensemble des rétrovirus, par l'existence d'appariements à longue distance (LRI: Long Range Interactions) qui maintiennent la structure globale de Psi.

... mais sa fixation au génome n'est pas suffisante pour permettre son encapsidation

S'il était bien établi que la liaison de Gag à Psi est nécessaire pour l'encapsidation sélective du génome des rétrovirus, on ignorait si elle est suffisante pour promouvoir celle-ci, et le rôle joué par les interactions à longue distance dans ce processus était mal connu. Pour répondre à ces questions, les scientifiques, ont utilisé le virus murin des tumeurs mammaires (MMTV) comme modèle.

Ils ont identifié des mutations dans une nouvelle interaction à longue distance qui réduisent l'encapsidation de l'ARN génomique sans affecter l'affinité de Gag pour Psi, démontrant ainsi que la fixation de Gag à Psi est nécessaire mais pas suffisante pour une incorporation efficace de l'ARN génomique dans les rétrovirus.

Ces mutations affectent l'organisation structurale globale de Psi sans toutefois modifier la structure locale des sites primaires de fixation de Gag précédemment identifiés dans le virus sauvage par les mêmes scientifiques. Malgré cela, elles induisent la liaison de Gag à d'autres régions de Psi dans les virus mutés.

L'ensemble des résultats suggèrent que la structure tridimensionnelle de complexe formé entre Gag et Psi régule l'assemblage des particules virales autour de l'ARN génomique, évitant ainsi l'incorporation des autres ARN viraux et cellulaires qui fixent Gag avec une forte affinité.

Les signaux d'encapsidation de l'ARN génomique de MMTV contiennent une interaction à longue distance (LRI) identifiée dans cette étude (partie haute de la figure). Dans le virus sauvage les protéines Gag (ovales verts) se fixent aux sites PBS et ssPurines, ce qui conduit à l'encapsidation de l'ARN génomique. Des mutations qui détruisent l'interaction à longue distance (partie basse de la figure) induisent la liaison de Gag à d'autres sites, sans perte d'affinité. Cette fixation ne permet cependant pas l'incorporation de l'ARN génomique dans les particules virales.

Références:

MMTV RNA packaging requires an extended long-range interaction for productive Gag binding to packaging signals.

Suresha G. Prabhu,Vineeta N. Pillai,Lizna Mohamed Ali,Valérie Vivet-Boudou,Akhil Chameettachal,Serena Bernacchi,Farah Mustafa,Roland Marquet ,Tahir A. Rizvi. Published: October 3, 2024. Plos Biology. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002827