Une étape clé de la croissance rétrovirale à l'intérieur d'une cellule, comme décrit par Jamil Saad, Doctorat., et collègues, est représenté sur la couverture de The Journal de chimie biologique . C'est une image visuelle, dans les détails moléculaires, de leur article de journal à l'intérieur qui examine le virus du sarcome aviaire, ou ASV.

Les chercheurs de l'Université d'Alabama à Birmingham ont utilisé la résonance magnétique nucléaire, ou RMN, pour détailler comment le domaine matriciel de la protéine ASV Gag se lie à certains phospholipides. Ces phospholipides sont vitaux pour la liaison de la protéine Gag à la membrane plasmique d'une cellule, à mesure que le virus se réplique et fait son premier pas vers la formation et le bourgeonnement du virus.

ASV, un rétrovirus qui cause le cancer chez les poulets, est le premier oncovirus à avoir été décrit, il y a plus d'un siècle. Il appartient à la famille des rétroviridae et est étroitement apparenté au VIH, le virus qui cause le sida. L'ASV est largement utilisé comme modèle pour étudier les mécanismes de l'infection et de la réplication du VIH. En étudiant les similitudes et les différences de réplication des deux virus, les chercheurs acquièrent des connaissances de base qui peuvent éclairer les efforts visant à stopper la réplication et la propagation du VIH. Malgré de grandes similitudes dans leurs protéines Gag qui initient l'assemblage du virus, les rétrovirus ont des mécanismes d'assemblage distincts qui sont incomplètement compris.

Le travail dirigé par Saad, professeur agrégé de microbiologie à l'UAB, et un document d'accompagnement, dirigé par Carol Carter, Doctorat., professeur de génétique moléculaire et de microbiologie à l'Université Stony Brook, ont examiné comment la protéine ASV Gag est ciblée sur la membrane plasmique de la cellule hôte pour initier l'assemblage du virus. Leurs découvertes élucident la liaison à la membrane plasmique par le domaine matriciel de Gag, de la détermination de la forme moléculaire précise du domaine protéique à l'étude de son activité vitale dans les cellules vivantes pour initier le bourgeonnement viral.

Chez UAB, Saad et ses collègues ont élucidé les déterminants moléculaires de l'interaction de la matrice ASV avec les lipides et les membranes, et ils ont fourni un modèle de la façon dont la matrice se lie à une membrane cellulaire.

Les conclusions importantes comprenaient :

• Obtention d'un modèle structurel significativement amélioré du domaine matriciel et identification d'un site de liaison membranaire qui n'était pas évident dans les structures précédemment déterminées.
• Fournir des preuves convaincantes qu'un groupe de quatre acides aminés de lysine dans le domaine matriciel crée une surface basique, qui agit comme un site de liaison unique qui interagit directement avec les lipides membranaires acides appelés phosphoinositides.
• Démontrer que l'interaction Gag-membrane est régie par des interactions charge-charge.

Ils montrent aussi que, bien que le domaine matriciel du VIH utilise plus d'outils structuraux pour se lier à la membrane, Les protéines matricielles de l'ASV et du VIH partagent des motifs d'interaction presque identiques qui entraînent l'assemblage.

Dans le cadre des expériences UAB, les chercheurs ont découvert que le remplacement des résidus de lysine dans le site de liaison de la matrice par un acide aminé différent diminuait considérablement la liaison aux lipides et aux membranes.

Dans le document d'accompagnement, Carter et ses collègues de l'Université Stony Brook ont ​​utilisé ces mutations dans le domaine matriciel de la protéine Gag de l'ASV pour montrer que la perturbation du site de liaison du phosophoinositide sur le domaine matriciel inhibait la localisation de Gag à la périphérie cellulaire dans deux lignées cellulaires différentes et réduisait considérablement la production de particules virales. , par rapport à l'ASV non muté.

"Ces études ont résolu un mystère de longue date sur la façon dont un virus découvert il y a un siècle utilise la membrane plasmique de la cellule hôte pour se répliquer, ", a déclaré Saad. "Ce qui est encore plus remarquable, c'est la façon dont l'ASV et le VIH-1 partagent des caractéristiques structurelles très similaires qui entraînent le ciblage et l'assemblage de la membrane."