Analyse de la protéine qui permet au SARS-CoV-2 d'infecter les cellules

Publié par Isabelle le 29/04/2020 à 13:00
Source: INRAE
Pour infecter son hôte, le virus doit fusionner avec les cellules de celui-ci. Cela est rendu possible grâce à des protéines présentes à la surface du virus qui assurent la fusion. Une collaboration franco-américaine entre chercheurs de Cornell University et INRAE a montré récemment dans un article paru dans Journal of Molecular Biology que le SARS-CoV-2, responsable du COVID-19, possède une protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons...) de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique,...) présentant une différence notable par rapport à d'autres coronavirus génétiquement proches. Cette différence serait importante pour l'évolution et l'émergence du virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous...).


Analyse de la protéine qui permet au SARS-CoV-2 d'infecter les cellules.
© INRAE

Un virus tel qu'un coronavirus, c'est un support d'information génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) (un ARN dans le cas du SARS-CoV-2) et des protéines virales enveloppés d'une bicouche lipidique. Le virus est un parasite cellulaire obligatoire, c'est-à-dire qu'il lui faut entrer dans une cellule pour pouvoir se reproduire. Pour initier l'infection d'une cellule, le virus enveloppé a besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins...) d'une protéine de surface qui reconnait une protéine particulière à la surface de la cellule, le récepteur. Ces interactions entre protéines sont spécifiques, comme une clé reconnaitrait une serrure, et permettent au virus de fusionner avec la cellule hôte. Une fois que la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour...) a eu lieu, le virus peut y introduire son matériel génétique pour se multiplier par la suite. Ici les chercheurs se sont intéressés à une protéine de surface connue chez d'autre coronavirus, la protéine spike. Spike joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et à mastiquer.) un autre rôle majeur dans l'entrée virale car elle est responsable de l'attachement au récepteur et du processus de fusion membranaire entre l'enveloppe virale et les membranes cellulaires. Le récepteur de SARS-CoV-2, nommé ACE2, est le même que celui utilisé par SARS-CoV (responsable du SRAS en 2002). Par des approches combinant des analyses comparatives de séquences, d'arbres phylogénétiques1 et des modélisations structurales, les chercheurs ont étudié les caractéristiques communes et uniques de la protéine spike de SARS-CoV-2.

Pour activer sa fonction fusogène (fusion des membranes virales et cellulaires) la protéine spike doit être reconnue et coupée spécifiquement par des enzymes cellulaires. Cela ne peut se produire qu'à certains endroits précis de la protéine, appelés sites de clivage (Le clivage est l'aptitude de certains minéraux à se fracturer selon des surfaces planes dans des directions privilégiées lorsqu'ils sont soumis à un effort mécanique (un choc ou une pression continue)....). Ici, l'étude montre que le site de clivage de la protéine spike du SARS-CoV-2 possède un insert (un fragment de peptide en plus) de quatre acides aminées, absent des protéines spike de SARS-CoV et des coronavirus génétiquement proches de SARS-CoV-2 que l'on retrouve chez d'autres mammifères tels la chauve-souris et le pangolin.

La modélisation structurale de ce site de clivage de la protéine spike de SARS-CoV-2 a montré qu'il s'agirait d'une boucle accessible par des protéases cellulaires. Cette distinction, due à l'insert, a pu jouer un rôle important dans l'évolution et l'émergence du virus.

Ces résultats ouvrent la voie à l'étude fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument. Aujourd'hui, le terme a été étendu, et il...) de cette protéine spike, afin de mieux comprendre comment le SARS-CoV-2 infecte les cellules et comment il se transmet dans la population.

Note:
1Arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une structure...) schématique qui montre les relations de parenté entre des groupes d'êtres vivants.


Référence:
Jaimes JA et al., Phylogenetic Analysis and Structural Modeling of SARS-CoV-2 Spike Protein Reveals an Evolutionary Distinct and Proteolytically Sensitive (Le Mimosa pudica ou sensitive est une plante rampante de 10 à 40 cm de haut (pouvant atteindre dans la nature un peu plus d'un mètre), appartenant à la famille des Fabaceae (et anciennement aux Mimosaceae), originaire...) Activation (Activation peut faire référence à :) Loop, Journal of molecular biology, doi: 10.1016/j.jmb.2020.04.009
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