Projet ANR-14-CE09-0017 – RNAP-IAV : Interactions protéine-protéine et protéine-ARN au sein du complexe réplicatif du virus de la grippe de type A
Programme : Une nouvelle représentation du vivant (DS0401) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Thibaut CREPIN (Biologie structurale des interactions entre virus et cellule hôte)
Partenaires : Laboratoire public; Laboratoire public
Montant : 459924.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 48 mois
Résumé : La pandémie de grippe A/H1N1 en 2009 a mis en exergue la difficulté à anticiper l’émergence d’une nouvelle souche de virus influenza qui pourrait avoir des conséquences dévastatrices en termes de santé publique à l’échelle mondiale. En dépit de nombreuses études, le mécanisme réplicatif et la façon dont le virus s’adapte à l’hôte mais également échappe au système immunitaire restent des questions non résolues. Répondre à ces questions représente un prérequis indispensable pour améliorer les vaccins, les traitements antiviraux et ainsi pouvoir protéger la population d'une nouvelle pandémie.
Le virus de la grippe A est un virus à ARN simple brin de polarité négative. Son génome se compose de huit segments formant des complexes ribonucléoprotéiques (RNP). Les RNP sont composées d'une ARN-polymérase hétérotrimérique interagissant avec les extrémités complémentaires d’un des segments d’ARNv, lui-même recouvert de multiples copies de nucléoprotéine (NP). Les structures atomiques de domaines isolés des sous-unités de l’ARN-polymérase virale et de NP ont été indépendamment résolues mais l’assemblage des sous-unités pour former un complexe biologiquement fonctionnel, leur interaction avec NP et avec l’ARNv et leur implication dans l’interaction avec les facteurs cellulaires sont encore incompris.
L'objectif du projet RNAP-IAV est d’élucider le fonctionnement de l’ARN-polymérase du virus de la grippe humain et des RNP en caractérisant les interactions protéine-protéine et protéine-ARN associées à cette architecture complexe. Avec une approche complémentaire, pluridisciplinaire et multi-échelle (cellulaire, moléculaire et atomique) combinant des études cellulaires, biochimiques, structurales et de modélisation, les 2 partenaires engagés dans ce projet, visent à combiner leur expertise pour élucider la structure et le fonctionnement de la RNP, sur la base de données expérimentales solides portant sur la nucléoprotéine mais également sur les sous-unités de l’ARN-polymérase.
Une nouvelle stratégie développée par le Partenaire-1 permet la production de l’ARN-polymérase hétérotrimérique humaine en quantité suffisante pour des études structurales (cristallographie et SAXS) et fonctionnelles, en particulier sur les bases moléculaires de la reconnaissance spécifique des ARNv par l’ARN-polymérase. Les progrès récents réalisés par le Partenaire-1 en vue de l’obtention de l’hétérodimère PA-PB1 pur sont particulièrement prometteurs pour résoudre la structure de PB1 avec et sans ARN. L’expertise du Partenaire-1 à résoudre des structures à haute résolution (5Å) en par microscopie électronique sera également extrêmement précieuse et complémentaire à l’utilisation rayons-X. Les deux partenaires ont également acquis de solides compétences pour contrôler l'état oligomérique dynamique de NP qui constitue une autre condition préalable importante pour la réalisation du projet RNAP-IAV. Dans le projet, les données structurales obtenues par le Partenaire-1 seront exploitées par le Partenaire-2 pour concevoir de nouveaux antiviraux ciblant des interactions protéine-protéine et protéine-ARN basés sur le travail en cours avec le naproxène, un médicament générique avec de nouvelles propriétés antivirales visant NP. L’outil «génétique inverse» développé par le Partenaire-2 permettra de valider les résultats sur la structure du complexe polymérasique à l'échelle cellulaire. En outre, le Partenaire-2 mettra l'accent sur le transport nucléaire des sous-unités PA-PB1 et leurs interactions spécifiques avec les importines cellulaires. Ces études seront axées sur l’utilisation de mutants thermosensibles (ts) des différentes sous-unités de l’ARN-polymérase et leurs révertants. Ces mutants permettront également de mieux appréhender l'adaptation de virus aviaires à l'hôte humain.
Des répercussions pour la conception d’antiviraux et de nouveaux vaccins vivants atténués sont clairement attendues du projet RNAP-IAV.