Quand les virions du SARS-CoV-2 kidnappent nos protéines

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Dans un article paru dans la revue Nature Communications, les travaux de recherche du groupe de Sarah Gallois-Montbrun, dans l’équipe de Clarisse Berlioz-Torrent et Stéphane Emiliani, réalisés en collaboration avec Laurent Meertens (Institut de Recherche Saint-Louis), Maike Hansen (Radboud University) et les plateformes Protéom’IC et PIME de l’institut Cochin, montrent que plus d’une centaine de facteurs cellulaires sont piégés dans les virions du SARS-CoV-2 lors de leur assemblage. Deux protéines des granules de stress, G3BP1 et G3BP2, sont particulièrement enrichies. Cette étude révèle que ces protéines favorisent l’assemblage du virus et la production de nouveaux virions, apportant de nouvelles informations sur l’environnement moléculaire nécessaire à la production de nouveaux virions infectieux du SARS-CoV-2.

Depuis le début de l’épidémie du SARS-CoV-2, un grand nombre d’études ont permis de caractériser les interactions moléculaires qui interviennent entre le virus et la cellule hôte et qui contrôlent la multiplication du virus. Les étapes, dites tardives, d’assemblage et de production de nouveaux virions restent cependant moins bien caractérisées. Lors de ces étapes tardives, les protéines du virus nouvellement synthétisées s’assemblent dans les cellules avec le génome viral pour former de nouveaux virions qui seront libérés à la surface des cellules.  A cette occasion, des facteurs présents dans l’environnement cellulaire se retrouvent piégés dans ces virions en cours de formation. Certains d’entre eux sont requis pour l’assemblage de ces nouvelles particules virales infectieuses, tandis que d’autres vont défavoriser leur production et leur infectivité.

Afin de caractériser les facteurs qui orchestrent l’assemblage des virions du SARS-CoV-2, le groupe de Sarah Gallois-Montbrun, dans l’équipe interaction Hôte-Virus, a isolé les virions du SARS-CoV-2 produits par deux techniques différentes à partir de deux lignées de cellules pulmonaires infectées. En collaboration avec les plateformes de protéomique (Proteom’IC) et de microscopie électronique (PIME) de l’institut Cochin, ces chercheurs ont identifié par spectrométrie de masse l’ensemble des protéines virales et cellulaires associées aux virions. Grâce à des analyses bioinformatiques et des données de la littérature, 92 facteurs particulièrement enrichis dans les virions ont été identifiés. Parmi ces facteurs, deux protéines, G3BP1 et G3BP2, ont attiré leur attention. Ces protéines induisent des changements de phases, provoquant la formation de granules cytoplasmiques appelés granules de stress en réaction à des stress cellulaires tels que les infections virales. Les auteurs révèlent dans cette étude que les protéines G3BP1 et G3BP2 sont présentes aux sites d’assemblage des virus et interagissent dans les cellules et dans les virions avec la protéine de nucléocapside (N) du virus, une protéine essentielle à l’assemblage des virus (cf. figure). En absence de G3BP1 et G3BP2, la protéine N est moins recrutée aux membranes où s’assemblent les particules virales, les sites d’assemblage viraux sont moins nombreux, et de facto la production et la dissémination des virions est diminuée.

En conclusion, ces travaux permettent de mieux comprendre l’environnement moléculaire des sites d’assemblage du SARS-CoV-2 et révèlent un nouveau rôle des protéines G3BP1 et G3BP2 dans la production des virions du SARS-CoV-2. Cette étude ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de stratégies thérapeutiques visant les étapes tardives de réplication du SARS-CoV-2.

En savoir plus

Emilie Murigneux, Laurent Softic, Corentin Aubé, Carmen Grandi, Delphine Judith, Johanna Bruce, Morgane Le Gall, François Guillonneau, Alain Schmitt, Vincent Parissi, Clarisse Berlioz-Torrent, Laurent Meertens, Maike M.K. Hansen and Sarah Gallois-Montbrun. Proteomic analysis of SARS-CoV-2 particles unveils a key role of G3BP proteins in viral assembly. Nat Commun 15, 640 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-44958-0

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