Projet ANR-15-CE11-0013 – VipVir : Bases structurales des modifications de la synthèse lipidique induites par la Viperin au cours de l'infection virale
Programme : Etude des systèmes biologiques, de leur dynamique, des interactions et inter-conversions au niveau moléculaire (DS0401) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Madame Pauline Macheboeuf (Institut de Biologie Structurale)
Partenaires : Laboratoire public
Montant : 257577.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 42 mois
Résumé : La viperin (Virus inhibitory protein, endoplasmic reticulum-associated, interferon –inducible) est le produit d’un gène stimulé par l’interféron qui possède une activité antivirale contre une variété de virus pathogènes enveloppés tels que le cytomégalovirus, le virus Influenza A, le virus de la dengue, et le VIH. Son mode d’action précis est encore méconnu mais de nombreuses preuves tendent à montrer son implication dans la biosynthèse des lipides et la modulation de la membrane engagée dans la réplication des virus enveloppés. En effet, les lipides sont présents à toutes les étapes du cycle du développement viral, incluant l’entrée, la perte de l’enveloppe, la transcription, la traduction, l’assemblage et le bourgeonnement viral. Ainsi, la modulation de la structure des membranes et de leur composition est une cible intéressante pour le système immunitaire ainsi que pour le développement de nouveaux médicaments.
Je me propose de réaliser une étude de biologie structurale intégrative à plusieurs niveaux dans le but de décrypter le rôle de ce nouveau facteur de restriction antiviral et son implication dans l’homéostasie des lipides. Mon premier objectif sera de comprendre le mécanisme pas lequel la viperin interfère avec le processus de biosynthèse des lipides au cours de l’infection par le virus influenza. L’expression de la viperin engendre un arrêt du bourgeonnement du virus de la grippe, dû à l’inhibition de la Farnesyl diphosphate synthase (FPPS) par la viperin, la FPPS étant un facteur cellulaire régulant l’homéostasie des lipides. Ce premier objectif inclus la caractérisation fonctionnelle et structurale de la viperin, une enzyme de type SAM-radical (S-adenosyl-L-methionine) en complexe avec son cofacteur SAM, son centre [4Fe-4S] et son partenaire FPPS. Ce premier objectif sera réalisé avec l’aide des équipements d’expression, de purification et de cristallisation en milieu anaérobie disponible sur notre campus. Cette caractérisation structurale permettra d’avoir accès à la première structure d’une enzyme SAM-radical eucaryote et nous permettra de comprendre les détails moléculaires de l’inhibition  de la FPPS par la viperin, ce qui constituera la point d’ancrage pour la compréhension de son rôle dans l’inhibition du bourgeonnement viral. Ce travail structural sera complémenté par des études structure-fonction décrites dans l’objectif 3, qui seront réalisées par mes collaborateurs, et ayant pour but de mieux comprendre les effets de la surexpression de la viperin sur le bourgeonnement du virus influenza. Mon deuxième objectif consiste en l’étude structurale de l’interaction de la viperin avec la mitochondrial trifunctional protein (TFP) qui est exploitée par le cytomégalovirus humain pour lui permettre de prendre le contrôle de la surproduction de lipides et ainsi augmenter sa capacité à bourgeonner. Mon troisième objectif consistera à complémenter le travail structural décrit dans les objectifs 1 et 2 par des études fonctionnelles de biologie cellulaire qui permettront d’élucider le rôle de la viperin au cours des infections par le virus influenza et le cytomégalovirus humain.
Ce travail permettra d’acquérir des données structurales sur une radical-SAM eucaryote, sur les réactions enzymatiques qu’elle génère ainsi que son rôle dans l’inhibition d’enzymes clefs de la biosynthèse des lipides. L’intégration des résultats structuraux avec la fonction cellulaire de la viperin au cours du bourgeonnement du virus influenza et du cytomégalovirus, nous permettra de mieux comprendre les détails moléculaires de la perturbation de la biosynthèse des lipides au cours de l’infection virale. Ceci contribuera à mieux déchiffrer l’action des facteurs cellulaires de l’immunité innée capable de moduler l’infection virale.