Une physicienne de l'Université de Californie à Riverside et son ancien étudiant diplômé ont modélisé avec succès la formation du SRAS-CoV-2, le virus qui propage le COVID-19, pour la première fois.

Dans un article publié dans Virus , un journal, Roya Zandi, professeur de physique et d'astronomie à l'UCR, et Siyu Li, chercheur postdoctoral au Songshan Lake Materials Laboratory en Chine, offrent une compréhension globale de l'assemblage et de la formation du SRAS-CoV-2 à partir de ses composants constitutifs .

"Comprendre l'assemblage viral a toujours été une étape clé menant à des stratégies thérapeutiques", a déclaré Zandi. "De nombreuses expériences et simulations de virus tels que le VIH et le virus de l'hépatite B ont eu un impact remarquable sur l'élucidation de leur assemblage et la fourniture de moyens pour les combattre. Même les questions les plus simples concernant la formation du SRAS-CoV-2 restent sans réponse."

Zandi a expliqué qu'une étape critique dans le cycle de vie de tout virus est l'emballage de son génome dans de nouveaux virions ou particules virales. Il s'agit d'une tâche particulièrement difficile pour les coronavirus, comme le SRAS-CoV-2, avec leurs très grands génomes d'ARN. En effet, les coronavirus ont le plus grand génome connu pour un virus qui utilise l'ARN comme matériel génétique.

Le SRAS-CoV-2 a quatre protéines structurelles :Enveloppe (E), Membrane (M), Nucléocapside (N) et Spike (S). Les protéines structurales M, E et N sont essentielles à l'assemblage et à la formation de l'enveloppe virale, la couche la plus externe du virus qui protège le virus et facilite l'entrée dans les cellules hôtes. Ce processus se produit au niveau de la membrane du compartiment intermédiaire du réticulum endoplasmique de Golgi, ou ERGIC, un système membranaire complexe qui fournit au coronavirus son enveloppe lipidique. L'assemblage des coronavirus est unique par rapport à de nombreux autres virus car ce processus se produit au niveau de la membrane ERGIC.

La plupart des études informatiques à ce jour utilisent des modèles à gros grains où seuls les détails pertinents à grande échelle sont utilisés pour imiter les composants viraux. Au fil des ans, les modèles à gros grains ont expliqué plusieurs processus d'assemblage de virus menant à d'importantes découvertes.

"Dans cet article, à l'aide de modèles à gros grains, nous avons pu modéliser avec succès la formation du SRAS-CoV-2 :les protéines N condensent l'ARN pour former le complexe RNP compact, qui interagit avec les protéines M qui sont intégrées dans la membrane lipidique », a déclaré Zandi.

Elle a ajouté que le "bourgeonnement", c'est-à-dire le moment où une partie de la membrane commence à se courber, achève la formation du virus. Le modèle développé par Zandi et Li leur a permis d'explorer les mécanismes d'oligomérisation des protéines, la condensation de l'ARN par les protéines structurales et les interactions membrane-protéine cellulaire. Cela leur a également permis de prédire les facteurs qui contrôlent l'assemblage du virus.

"Notre travail révèle des ingrédients et des composants clés contribuant à l'emballage du long génome du SRAS-CoV-2", a déclaré Li. "Les études expérimentales concernant le rôle spécifique de chacune des nombreuses protéines structurelles impliquées dans la formation de particules virales montent en flèche, mais de nombreux détails restent flous."

Selon Zandi, les informations présentées dans le document de recherche et la comparaison des résultats avec ceux observés expérimentalement pourraient fournir certains de ces détails et éclairer la conception de médicaments antiviraux efficaces pour arrêter les coronavirus au stade de l'assemblage.

"Les aspects physiques de l'assemblage des coronavirus explorés dans notre modèle intéressent non seulement les physiciens qui commencent à appliquer des méthodes basées sur la physique à l'étude des virus enveloppés, mais également les virologues qui tentent de localiser les interactions protéiques clés dans l'assemblage et le bourgeonnement des virus, " dit-elle. "Nous avons maintenant une meilleure compréhension des interactions importantes pour l'emballage du génome et la formation du virus. C'est la première fois que nous avons pu affiner l'interaction entre le génome et les protéines et obtenir la condensation du génome et l'assemblage simultanément."

Le titre de l'article est "Modélisation biophysique de l'assemblage du SRAS-CoV-2 :Condensation et bourgeonnement du génome". + Explorer plus loin

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