Un kit de survie pour les virus de la variole
Découverte d'un joueur surprenant
Une étude de Würzburg révèle que les virus de la variole ont développé une stratégie unique pour se multiplier rapidement après avoir infecté une cellule hôte. Ces résultats révèlent un rôle jusqu'alors inconnu pour une molécule bien connue et pourraient servir de point de départ à la mise au point de nouveaux agents antiviraux.
Dans la société anglaise d'autrefois, un "chaperon", traditionnellement une femme plus âgée, était chargé d'accompagner une jeune femme célibataire pour veiller à ce qu'elle se comporte correctement, en particulier lors des interactions avec les hommes, conformément aux normes sociales de l'époque. En biochimie, les "chaperons" jouent également un rôle protecteur. L'une de leurs principales fonctions est d'aider les protéines nouvellement synthétisées à se replier correctement et d'empêcher les chaînes de protéines mal repliées de s'agglutiner. D'autres chaperons, connus sous le nom de "chaperons d'assemblage", aident à rassembler les différents éléments constitutifs de l'environnement cellulaire dense et à les organiser en grands complexes protéiques. Sans ces fonctions cruciales, la vie telle que nous la connaissons ne serait pas possible.
Aujourd'hui, des scientifiques de l'université de Würzburg ont découvert un type de chaperon d'assemblage jusqu'alors inconnu au cours de leur analyse des poxvirus, et ils ont décodé sa fonction dans les moindres détails. L'aspect unique : il s'agit du premier chaperon connu qui n'est pas formé par une protéine mais par un acide nucléique - spécifiquement l'ARN, et même plus précisément un ARNt ou "ARN de transfert".
Publié dans Nature Structural and Molecular Biology
Cette étude a été menée par une équipe de recherche dirigée par le professeur Utz Fischer, titulaire de la chaire de biochimie de l'université Julius Maximilian de Würzburg (JMU) et membre associé de l'Institut Helmholtz pour la recherche sur les infections à base d'ARN (HIRI). Parmi les autres collaborateurs figurent les professeurs Claudia Höbartner et Bettina Warscheid de la faculté de chimie et de pharmacie de l'université Julius Maximilian, ainsi que des chercheurs d'Innsbruck, de Hanovre et de Chicago. L'équipe vient de publier les résultats de ses travaux dans la revue Nature Structural and Molecular Biology. Ces résultats pourraient servir de base au développement de nouveaux médicaments contre les poxvirus.
Un rôle clé dans l'expression des gènes
"Dans notre étude, nous nous sommes concentrés sur un grand complexe protéique : la vRNAP complète, une ARN polymérase que l'on trouve dans la vaccine, le poxvirus prototypique", explique M. Fischer. Cette enzyme se compose de 15 protéines et d'une molécule d'ARN et joue un rôle crucial dans l'expression des gènes - le processus par lequel l'information génétique est traduite en protéines.
Chaque composant du complexe a une tâche spécifique dans ce processus. Un facteur aide la polymérase à s'attacher aux sites de démarrage (promoteurs) des gènes viraux, un autre lui permet de se détacher des promoteurs et un troisième modifie l'ARN messager nouvellement formé. Dans l'ensemble, ce complexe protéique agit comme une "unité tout-en-un", explique le Dr Julia Bartuli, qui a dirigé la partie biochimique de l'étude. Ce qui l'a le plus intriguée, c'est la question de savoir comment autant de protéines peuvent être assemblées en une structure aussi ordonnée. En d'autres termes, qui est l'architecte de ce complexe ? "Pour répondre à cette question, nous avons combiné des approches biochimiques et de biologie structurale afin d'identifier chaque étape individuelle", explique la biochimiste.
Découverte d'un acteur surprenant
L'équipe a découvert que le complexe est construit par un chaperon d'assemblage - une molécule qui modifie sa structure lors de l'exécution d'une tâche spécifique et qui revient ensuite à sa forme initiale. À leur grande surprise, ils ont constaté que ce chaperon n'était pas constitué de protéines mais d'ARN. "D'ordinaire, l'ARN ne joue aucun rôle dans ce type de processus. Pourtant, ici, un ARNt occupe une place centrale entre la polymérase et les facteurs associés, assurant leur cohésion et leur préparation à l'expression des gènes", explique le Dr Clemens Grimm, responsable de l'analyse structurelle dans le cadre de l'étude. D'autres expériences sur le rôle de l'ARNt ont révélé que sans lui, les autres composants du complexe n'ont aucune affinité les uns avec les autres et ne peuvent pas s'assembler correctement. Ce n'est qu'avec l'aide de l'ARNt qu'ils s'assemblent dans une séquence spécifique, au cours de laquelle l'ARNt lui-même change de structure. Cela permet de verrouiller le système et de le stabiliser.
La question restante était la suivante : à quoi sert ce complexe ? Pour le comprendre, il faut avoir une connaissance approfondie des virus de la variole : "Les virus de la variole sont des virus à ADN qui n'entrent jamais dans le noyau de la cellule infectée. Leur réplication se fait entièrement dans le cytoplasme. Cela signifie que le virus doit apporter avec lui tout ce dont il a besoin pour initier la transcription et donc sa propre réplication", explique Utz Fischer. Et c'est précisément le rôle de la vRNAP complète.
Le coup d'envoi de la transcription
Le complexe est formé à un stade avancé de l'infection et intégré dans une nouvelle particule virale. Il fonctionne alors comme un "catalyseur de la transcription". Tous les composants essentiels sont regroupés pour assurer un démarrage en douceur au cours de la phase initiale de l'infection. Ainsi, ce complexe sert en quelque sorte de "kit de survie" qui permet aux poxvirus de se multiplier rapidement dans les cellules infectées.
Bien qu'il s'agisse d'une recherche fondamentale sur le virus de la vaccine, les résultats pourraient avoir des implications importantes compte tenu de l'évolution actuelle de la situation en Afrique. Depuis trois ans, des virus Mpox sont apparus dans plusieurs pays, provoquant des épidémies localisées. Leur relation avec la vaccine est rendue plus claire par leur ancien nom : jusqu'à récemment, ils étaient connus sous le nom de "monkeypox" (variole du singe).
Mutations dangereuses des virus Mpox
Comme les virus Mpox ne se sont jusqu'à présent propagés que par contact physique étroit, le nombre d'infections est resté relativement faible - rien à voir avec le SARS-CoV-2, le virus responsable de la pandémie de COVID-19. Il semble toutefois que cette situation soit en train de changer : "En Afrique, nous observons que le virus mute et trouve de nouvelles voies de transmission", explique Utz Fischer.
Pendant des siècles, la variole classique - causée par le poxvirus variolique - a figuré parmi les maladies les plus dangereuses. Utz Fischer la qualifie même de "tueuse" par excellence. La mise au point de vaccins à base de vaccine et les campagnes mondiales de vaccination ont finalement permis d'éradiquer cette maladie ; le monde est officiellement débarrassé de la variole depuis 1980. Depuis lors, cependant, les vaccinations ont cessé, ce qui signifie qu'un virus Mpox muté se heurterait à des générations sans immunité. Dans ce cas, il pourrait s'avérer nécessaire de développer rapidement des médicaments pour combattre la maladie, d'autant plus que le taux de mortalité est relativement élevé chez les enfants et les femmes enceintes.
"Dans la recherche de nouvelles thérapies, nos résultats pourraient être très utiles", reconnaissent Utz Fischer et Clemens Grimm. Le complexe offre de nombreux sites d'amarrage pour des inhibiteurs potentiels et se prête bien au criblage de médicaments, c'est-à-dire à la recherche systématique de nouveaux composés médicinaux.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Julia Bartuli, Stefan Jungwirth, Manisha Dixit, Takumi Okuda, Johannes Patrick Zimmermann, Matthias Erlacher, Tao Pan, Asisa Volz, Alexander Hüttenhofer, Bettina Warscheid, Claudia Höbartner, Clemens Grimm, Utz Fischer; "tRNA as an assembly chaperone for a macromolecular transcription-processing complex"; Nature Structural & Molecular Biology, 2025-9-4
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