En utilisant la dengue comme modèle, une étude menée par des scientifiques argentins a démontré que la grande majorité des virus établissent un lien avec leur hôte, moustique et humain, sur la base d’une stratégie qui affecte l’expression des gènes et que, contrairement à ce qu’on croyait à voir avec la limitation de la production de protéines virales nécessaires pour infecter d’autres cellules. Ces travaux, qui peuvent aider à la conception de nouveaux vaccins pour prévenir les infections virales, ont fait la couverture de la revue Molecular Systems Biology.
(Agence CyTA-Leloir).- Pour faire face ou prévenir les infections causées par des virus, il est essentiel de comprendre le lien que ces agents pathogènes établissent avec leurs hôtes, comme les moustiques et les humains. Dans cette recherche, un groupe de scientifiques argentins a démontré que la grande majorité des virus utilisent une stratégie qui affecte l’expression des gènes et qui, contrairement à ce que l’on croyait, consiste à limiter la production de protéines virales nécessaires à l’infection. d’autres cellules.
Cette découverte inattendue “pourrait aider à mieux comprendre l’évolution des interactions hôte-pathogène et, à l’avenir, à améliorer la conception de vaccins pour prévenir les infections virales”, a-t-il assuré. Agence CyTA-Leloir le chercheur argentin Ariel Bazzini, docteur en biologie et qui dirige actuellement son propre laboratoire au Stowers Institute, dans le Missouri, aux États-Unis.
Pour comprendre l’ampleur des travaux, il convient d’abord de rappeler que les ribosomes, structures présentes à l’intérieur des cellules, sont responsables de la conversion de l’information génétique véhiculée par l’ARN messager en protéines. Ces informations sont écrites à l’aide de combinaisons de quatre lettres (A, U, G et C), mais le ribosome ne lit que les « mots » composés de trois de ces lettres. Ces mots sont appelés « codons », qui peuvent être considérés comme les ingrédients spécifiques (dans ce cas, les acides aminés) dans une recette pour préparer un repas (dans l’exemple, les protéines) : pour chaque codon, le ribosome ajoute un acide aminé. à la chaîne qui constitue une protéine.
“Depuis des années, nous travaillons sur un mécanisme de régulation génique appelé optimisation des codons, qui concerne l’effet de chaque codon sur la stabilité de l’ARNm et son efficacité de traduction”, a expliqué Bazzini, responsable de l’étude. qui faisait la couverture du magazine Biologie des systèmes moléculaires. “L’information sur quel codon correspond à quel acide aminé est inscrite dans un code génétique universel, c’est-à-dire que presque tous les êtres vivants utilisent le même code”, a-t-il ajouté. Et il poursuit : « Comme différents codons représentent le même acide aminé, on parle aussi de codons « synonymes ». Ce qui est intéressant, c’est qu’il y a quelques années, nous avons découvert qu’il existait une autre couche d’informations dans ce code génétique, liée à la stabilisation de l’ARNm et à la présence de ce que nous appelons des codons optimaux et non optimaux.
L’article dirigé par les Argentins a fait la couverture du magazine international.
Les ARNm enrichis en codons optimaux sont plus stables (ils vivent plus longtemps et produisent alors plus de protéines), contrairement à ceux comportant des codons non optimaux.
La biotechnologue argentine Luciana Castellano, qui fait son doctorat dans le laboratoire de Bazzini et est la première auteure de l’ouvrage, a expliqué qu’elle voulait savoir quel type de codons le virus de la dengue utilisait. Pour ce faire, ils ont téléchargé des milliers de séquences génomiques de différents isolats de cet agent pathogène à partir de bases de données existantes.
« Si l’on continue avec la métaphore de la cuisine, il existe différents types de farine pour faire un gâteau. Il serait préférable d’utiliser un agent levant, car c’est le plus optimal pour obtenir un plus grand volume. Cependant, il est également possible d’utiliser de la farine tout usage, même si le moelleux ne sera pas idéal. De la même manière, le virus pourrait utiliser à la fois des codons optimaux et non optimaux pour donner naissance aux acides aminés de ses protéines », a expliqué le scientifique. « Notre hypothèse – a-t-il poursuivi – était que le virus de la dengue utilisait des codons optimaux pour produire davantage de protéines virales, mais nous avons constaté que, parmi tous les codons synonymes possibles, il utilise préférentiellement les codons non optimaux. Cela nous a surpris, car les virus étant des parasites intracellulaires obligatoires, ils ont besoin d’une cellule vivante pour se reproduire et utilisent la machinerie cellulaire de leur hôte pour produire des protéines virales pour infecter d’autres cellules.
Ariel Bazzini (bras croisés), Luciana Castellano et Horacio Pallares (cheveux attachés), auteurs de l’article.
Comment expliquer ce paradoxe ? Pourquoi un cuisinier préférerait-il utiliser de la farine tout usage plutôt que de la farine auto-levante ? “Cela pourrait être une stratégie visant à produire moins de protéines virales, éventuellement pour passer inaperçues et ne pas être détectées par le système immunitaire”, a risqué Castellano.
Après avoir déterminé ce mécanisme dans la dengue, le groupe de recherche a voulu savoir quel type de codons utilisent d’autres virus. « La grande majorité d’entre eux, dont le SARS-CoV-2, le VIH, la grippe et le Zika, font de même : ils utilisent préférentiellement des codons non optimaux. Il ne s’agit donc pas d’une caractéristique exclusive du virus de la dengue, mais elle est partagée par des centaines de virus humains et montre qu’ils ne se soucient pas du codon à utiliser”, a déclaré Bazzini, qui a souligné que l’étude a été réalisée avec l’aide de virologues. Diego Álvarez, de l’Institut de recherche en biotechnologie de l’Université nationale de San Martin et du CONICET, et Andrea Gamarnik, responsable du laboratoire de virologie moléculaire de la Fondation Institut Leloir.
La prochaine étape consiste à comprendre quel est l’avantage de l’utilisation de ces codons non optimaux pour le virus et quels mécanismes moléculaires jouent un rôle dans l’exercice de cet avantage, ce qui pourrait avoir des implications cliniques.
Image microscopique de cellules de moustiques infectées par le virus de la dengue.
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