Mécanismes moléculaires de l'entrée des virus non enveloppés dans les cellules – VirusEntry

1-Contexte scientifique et objectifs du projet La membrane plasmique représente une barrière physique qui isole la cellule de son milieu extérieur. Les virus représentent un paradigme pour l'étude des déstabilisations membranaires essentielles à de nombreux mécanismes biologiques, tant dans les cas conduisant à la fusion membranaire (virus enveloppés) que dans ceux induisant la formation d'un « pore» (virus nus). La compréhension de ces mécanismes est particulièrement importante dans le cas des virus car ils constituent une étape précoce du cycle viral sur laquelle une stratégie antivirale peut être développée avec efficacité. Après avoir participé à l'élucidation de mécanismes de fusion entre membrane cellulaire et virale dans plusieurs modèles viraux, nous étudions à l'échelle moléculaire les mécanismes d'entrée de virus dépourvus d'une membrane lipidique. Malgré de nombreuses études, l'entrée de ces virus reste un événement mal compris. L'objectif de notre travail est de déterminer les mécanismes moléculaires de la formation des pores générés lors de l'entrée des rotavirus et des birnavirus (deux virus non-enveloppés) et leur structure atomique. Nous voulons aussi identifier des drogues capables de bloquer leur formation et par suite d'inhiber l'entrée des virus. 2-Description du projet, méthodologie Ce projet sera entrepris par deux groupes de structuralistes pratiquant des méthodes complémentaires (microscopie électronique et résonance magnétique nucléaire [RMN]) associées à un groupe de virologistes ayant une expertise sur les virus non enveloppés. Une équipe de chimistes recherchera également à grande échelle des drogues bloquant l'entrée des virus dans les cellules cibles et/ou les interactions virus-membranes synthétiques. Sur les birnavirus, nous avons identifié un peptide de 46 acides aminés (pep46), présent sur les particules virales, et capable de déstabiliser des membranes cellulaires ou synthétiques. Nous avons déterminé par RMN la structure atomique de pep46 en présence de solvants hydrophobes. Nous voulons poursuivre notre étude en déterminant les interactions peptide-peptide et peptide-lipide dans des membranes synthétiques ou dans des micelles. Ces travaux seront réalisés en corrélant les données obtenues par RMN et par cryo-microscopie. Nous chercherons à identifier des peptides dérivant de la séquence de pep46 capables d'interférer avec les interactions peptide-peptide et ainsi de bloquer la formation des pores formés par pep46. Concernant les rotavirus, les protéines impliquées dans les interactions virus-membrane sont déjà identifiées. Pour que ces protéines aient une action sur les membranes biologiques, elles doivent être digérées par la trypsine. Nous chercherons à identifier le peptide généré par la digestion trypsique capable de déstabiliser les membranes. Nous avons récemment identifié un peptide dérivant de la séquence d'une de ces protéines capable de bloquer la déstabilisation de membranes synthétiques par le rotavirus. Ce peptide pourra être une aide à l'identification du peptide déstabilisateur. Les structures atomiques du peptide fonctionnel ainsi que de son inhibiteur seront réalisées par RMN, en solution dans des solvants hydrophobes et insérés dans des micelles. Les pores générés par le peptide fonctionnel seront étudiés par cryo-microscopie électronique et les résultats corrélés à ceux qui seront obtenus par RMN. Recherche d'inhibiteurs : Un criblage systématique d'une chimiothèque sera réalisé en sus pour identifier des drogues bloquant l'effet des peptides déstabilisateurs sur les membranes. Les structures atomiques des complexes peptides actifs-drogues seront déterminées par RMN. 3- Résultats attendus. Identification des éléments déstabilisateurs des membranes : Pour les rotavirus, le peptide actif généré par la digestion trypsique de VP7 sera identifié. Pour les birnavirus, le domaine de pep46 actif sur les membranes sera cartographié. Dynamique de l'insertion des peptides dans le