Caractérisation structurale et fonctionnelle des nanodomaines protéines-lipides de la plateforme d'assemblage du RSV. – RSVMlipo

Le virus respiratoire syncytial (VRS) est un agent pathogène majeur chez les nourrissons et la principale cause de bronchiolite infantile et de pneumonie virale dans le monde. Il s'agit également d'un pathogène majeur, mais souvent non diagnostiqué, chez les personnes âgées fragiles, contribuant à la morbidité et à la mortalité hivernale souvent attribuées à la grippe.
Le VRS s’assemble et bourgeonne à partir de la membrane plasmique de la cellule hôte en formant des particules virales infectieuses principalement filamenteuses. L'ensemble minimal de protéines du VRS requis pour la formation des filaments est la protéine de matrice (M), la phosphoprotéine (P) et la queue cytoplasmique de la glycoprotéine de fusion (FCT). L’étape clé est l’interaction de la couche de M qui se forme au niveau des sites d’assemblage au feuillet interne de la membrane plasmique cellulaire. Bien que nous disposions désormais d’une meilleure vue d’ensemble de l’organisation structurale du virus bourgeonnant, la compréhension du mécanisme d’assemblage des filaments attend encore une analyse structurale détaillée des différents complexes protéiques viraux et de leurs interactions avec les lipides de l’hôte.

Nous avons récemment montré que les dimères de M se lient sélectivement aux lipides phosphatidylsérine (PS) et que l'oligomérisation de M sur les membranes biomimétiques favorise leur regroupement in vitro. En nous appuyant sur cette découverte, nous proposons maintenant de comprendre comment la protéine M fonctionne comme facteur central de l’assemblage du VRS via l’interaction avec les lipides et le recrutement d’autres composants viraux. Plus précisément, nous allons 1) étudier le rôle de la phosphorylation de M, l'équilibre dimère/oligomère de M et l'effet de P sur la liaison et le regroupement M-PS in vitro des membranes biomimétiques ; 2) acquérir des connaissances morphologiques et structurales sur l'organisation de M à l'échelle nanoscopique, sur une membrane lipidique et examiner les impacts de P et F sur cette organisation in vitro ; 3) évaluer la déformation des membranes par M seule ou en présence de P et F/FCT in vitro sur des vésicules géantes, et étudier le recrutement lipidique par M au sites d'assemblage du VRS dans les cellules ; et 4) obtenir des informations structurales en 3D sur les pseudo-filaments de VRS in situ. Le prohet est divisé en quatre parties qui associent la biochimie des interactions lipides-protéines, la microscopie de fluorescence de super-résolution et la détermination de structure 3D à une résolution nanoscopique par cryo-EM/ET.

Le consortium possède une expertise complémentaire dans les aspects moléculaires et structurales de l’assemblage et du bourgeonnement de virus, de la cryo-EM/ET, des études d’interaction virus-lipides et des techniques de microscopie à fluorescence en super-résolution, permettant d’atteindre avec succès les objectifs du projet. Nous anticipons que nos travaux résulteront en une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires d’assemblage et de bourgeonnement du VRS. Cela pourrait aider à découvrir de nouvelles cibles antivirales et, à terme, à améliorer le développement de vaccins basés sur des particules pseudo-virales. De plus, les méthodes et concepts développés au cours de ce travail seront utiles pour étudier l'assemblage d'autres Mononegavirales.