Projet ANR-13-ISV8-0002 – flavistem : La protéine E des flavivirus : interactions et fusion membranaire
Programme : Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SVSE 8 - Biochimie, biologie moléculaire et structurale (Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SVSE 8) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Felix REY (Unité de Virologie Structurale, Institut Pasteur)
Partenaires : MUV Medical University of Vienna, Department of Virology; Unité de Virologie Structurale
Montant : 236204.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 36 mois
Résumé : Le genre flavivirus englobe un nombre important des virus pathogènes de l’homme, qui sont transmis par des piqûres d’insectes ou de tiques.  Ces virus sont des particules enveloppées d’une bicouche lipidique, dans laquelle est ancrée la glycoprotéine d’enveloppe E.  E est responsable des interactions qui conduisent à l’entrée du virus par endocytose dans la cellule cible. Ce processus d’entrée a lieu après interaction de E avec un récepteur cellulaire, et est suivi d’un évènement de fusion des membranes virale et endosomale. L’environnement acide de l’endosome provoque un changement conformationnel de E, au cours duquel E insère une « boucle de fusion » dans la membrane endosomale. Cette boucle agit comme un harpon qui va tirer la bicouche lipidique cellulaire pour la juxtaposer à la membrane virale et ainsi induire la fusion des deux membranes. E adopte donc une conformation « pré-fusion » à la surface des virus infectieux, et change vers une conformation « post-fusion » lors de son exposition au pH acide des endosomes, entrainant la fusion membranaire. Des données structurales sur E dans les conformations pré- et post-fusion sont disponibles. Mais ces données sont incomplètes dans la conformation post-fusion, en raison d’une troncation de l’ectodomaine de E dans sa partie C-terminale qui connecte à la région transmembranaire (TM). Or cette région péri-membranaire (RPM) paraît avoir un rôle majeur lors du processus de fusion, car ses interactions avec le reste de la protéine semblent responsables de la force qui tire la boucle de fusion insérée dans la membrane de l’hôte vers la région TM ancrée dans la membrane virale. 
L’objectif de ce projet est de combler cette lacune en apportant des données structurales pour visualiser l’interaction de la RPM avec le reste de la protéine E dans sa conformation post-fusion. Les tentatives faites jusqu’à présent n’ont pas aboutit à cause d’une toxicité apportée par une séquence conservée dans la RPM, mais des données récentes suggèrent que cette séquence se trouve dans une région non-structurée de E dans sa forme post-fusion. Cette séquence peut donc être éliminée ou remplacée par un connecteur ayant une séquence différente (notamment, une poly-glycine ou autre). Autrement dit, seule la partie C-terminale de la RPM est nécessaire à l’interaction clé pour provoquer la fusion.  
Dans ce projet, l’équipe française travaillera à la cristallisation de formes post-fusion de E qui contiennent la partie C-terminale de E, pendant que l’équipe autrichienne travaillera aux tests fonctionnels avec des virus ayant les mêmes délétions dans la RPM. En parallèle, des études similaires seront faites avec des flavivirus éloignés, infectant seulement des insectes, qui ont naturellement une RPM plus courte. Très peu est connu actuellement sur ces flavivirus d’insecte, mais certaines études suggèrent qu’ils interfèrent avec les flavivirus pathogènes humains et pourraient être utilisé comme contrôle biologique des moustiques vecteurs. 
Nos résultats auront le potentiel d’apporter des données mécanistiques importantes pouvant être utilisés directement pour cibler l’entrée des virus, ou indirectement pour le contrôle de la transmission vectorielle.