Le cycle d’infection des virus révélé en détail

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Particules de type viral imitant le virus oméga de Nudaurelia capensis, le modèle utilisé pour fournir des détails dynamiques sur le processus de maturation virale. | Roger Castells-Graells

Dans une première mondiale, des chercheurs ont réussi à révéler en détail un processus clé de l’infection virale. Grâce à une technologie végétale de nouvelle génération, les détails ont même pu être observés dynamiquement. Les données sur le processus de maturation des virus révélées par cette étude pourraient nous aider à développer de nouvelles méthodes de traitement des infections virales.

La maturation joue un rôle essentiel pour tous les virus animaux et bactériens, et est nécessaire pour produire des virions ou des particules infectieuses. Bien que les grandes lignes de ce processus aient été déterminées pour de nombreux groupes de virus, aucune étude mécaniste détaillée n’a été rapportée jusqu’ici.

Afin de fournir la première recherche détaillée de la maturation virale, Roger Castells-Graells, un doctorant travaillant dans le laboratoire du professeur George Lomonossoff au John Innes Centre, a infiltré du matériel génétique du virus omega de l’insecte Nudaurelia capensis (N?V) dans des plants de tabac nains N. benthamiana. Les résultats ont été publiés dans la revue Communications Biology.

Des structures virales produites par des cellules végétales

Cette technique d’expression transitoire utilise des particules semblables à des virus (VLP) qui imitent les virus authentiques. La capside, ou enveloppe protéique du virus, est ici produite par les cellules végétales et l’équipe de recherche analyse ensuite le matériel purifié à partir des feuilles infiltrées.

Ici, il a été possible de démontrer que la maturation des procapsides (des structures virales immatures) peut se produire dans les cellules végétales pour donner lieu à des capsides matures entièrement fonctionnelles. Ce phénomène n’avait pas été observé auparavant en l’absence d’une infection naturelle et constitue une nouvelle application du système d’expression transitoire mis au point par le professeur Lomonossoff au John Innes Centre.

vues coupe completes procapside capside virus
Vues complètes et en coupe de la reconstruction de la procapside et de la capside. Les surfaces sont colorées en fonction de la distance du centre de chaque particule virale. © Roger Castells-Graells et al.

L’analyse cryo-EM comparative des structures des procapsides et des capsides matures a révélé les grands réarrangements structurels à l’intérieur et entre les sous-unités protéiques de la capside qui accompagnent la maturation. Ces changements de forme permettent les réactions chimiques nécessaires pour que le virus infecte l’hôte.

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Révéler la dynamique du cycle d’infection d’un virus

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« Jusqu’à présent, la plupart des études structurelles des particules virales ont donné une image statique des particules. En isolant les particules de plantes en cours de maturation, nous avons réussi à obtenir une image de la dynamique d’une partie essentielle du cycle d’infection d’un virus », déclare Lomonossoff, qui a dirigé l’étude.

La présente recherche, fruit d’une collaboration entre des scientifiques de l’université de Leeds, du Brésil et des États-Unis, ainsi que du John Innes Centre, révèle les détails des structures au début et à la fin du processus de maturation. Il s’agit maintenant d’analyser les étapes intermédiaires afin d’obtenir une compréhension complète de la dynamique.

Cela permettra à l’équipe de recherche de déterminer les structures tridimensionnelles des intermédiaires du processus de maturation pour créer un « film » complet des mécanismes en jeu. « Nous avons montré que la maturation se produit au fil du temps dans les cellules végétales, et cela signifie que nous avons découvert un outil précieux pour étudier la maturation des virus. Nous espérons qu’il intéressera des collaborateurs potentiels et l’industrie », conclut Lomonossoff.

Source : Communications Biology

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