Evenements d'ubiquitination et de dé-ubiquitination dans la régulation de la réplication virale – Ubi-or-not-Ubi

Le fonctionnement cellulaire est finement régulé grâce à des processus sophistiqués, aux premiers rangs desquels figurent les modifications post-traductionnelles des protéines. Récemment, l'ubiquitination des protéines et leur dégradation par le protéasome s'est révélé être un processus majeur, régulant quasiment tous les aspects du fonctionnement cellulaire. Compte tenu de cette importance, il n'est pas surprenant que de nombreux pathogènes, notamment les virus, exploitent et/ou perturbent cette voie de régulation.

Le projet "Ubi-or-not-Ubi" a pour objectif la compréhension de nouveaux mécanismes moléculaires de régulation qui sous-tendent les interactions virus / cellule, au cours de la réplication virale.

Ce projet se base sur des travaux récents obtenus dans le cadre du projet ANR Blanc "Phospho-Pol" financé en 2006, et utilisant un virus de plante à ARN, le TYMV, comme système modèle d'étude. Nous avons en effet pu montrer qu'une enzyme clé impliquée dans la réplication virale - la polymérase, est la cible du système ubiquitine-protéasome au cours de l'infection virale. De plus, nous avons observé qu'une autre protéine virale - dénommée 98K, était capable d'inhiber ce processus de dégradation. La caractérisation biochimique de la protéine 98K nous a permis de démontrer qu'elle possède une activité déubiquitinase. Nous avons pu confirmer que la polymérase du TYMV est bien un substrat de cette enzyme, ce qui conduit à sa stabilisation. L'activité déubiquitinase s'avère par ailleurs essentielle à l'infectivité du virus. Ces résultats, à notre connaissance sans précédent, clarifient certains aspects de la régulation de la réplication virale. Ils débouchent également sur de nouvelles questions, l'objectif du présent projet étant de répondre à certaines d'entre elles.

Le projet "Ubi-or-not-Ubi" a donc pour objectif de poursuivre la caractérisation au niveau moléculaire, cellulaire, et structural, des événements d'ubiquitination et de dé-ubiquitination ayant lieu au cours du cycle viral, grâce à une combinaison d'approches in vivo, in vitro et in silico. Nous prévoyons de tirer parti des connaissances acquises récemment sur le TYMV pour poursuivre l'étude de l'ubiquitination de la polymérase du TYMV avec pour objectif de caractériser l'ubiquitine ligase impliquée. Nous souhaitons également consacrer une partie majeure de nos efforts à l'étude de la déubiquitinase virale récemment caractérisée. Outre l'étude de ses relations structure/fonction, notre objectif est notamment d'identifier de nouvelles protéines qui constitueraient des substrats de cette enzyme, et d'analyser les perturbations globales qui découlent de son expression. Enfin, nous souhaitons intégrer l'ensemble des données obtenues, de façon à clarifier la contribution des évènements d'ubiquitination et de dé-ubiquitination à l'efficacité de la réplication virale.

Le projet associe trois équipes académiques de compétences complémentaires: celle du Dr. Isabelle Jupin (Equipe de Virologie Moléculaire, Institut Jacques Monod, Paris), spécialisée en virologie moléculaire et cellulaire, celle du Dr. Stéphane Bressanelli (Equipe de Radiocristallographie, Laboratoire de Virologie Moléculaire et Structurale, Gif-sur-Yvette), spécialisée en biologie structurale, et celle du Prof. Khashayar Pakdaman (Equipe de Modélisation en Biologie intégrative, Institut Jacques-Monod, Paris), spécialisée en biologie des systèmes.

Le projet "Ubi-or-not-Ubi" devrait générer des résultats d'une grande originalité au niveau international, et à la pointe de la recherche dans le domaine de la contribution du système ubiquitine-protéasome aux relations hôte / pathogènes. La compréhension du dialogue moléculaire qui s'établit entre les virus et la cellule hôte est fondamentale, et ouvre des perspectives de recherche fascinantes, tant du point de vue de la découverte de nouveaux processus fondamentaux de biologie cellulaire, que des avancées thérapeutiques potentielles.