Connaissance des interactions intermoléculaires qui stabilisent la nucléocapside, qui est l'arrangement hélicoïdal des protéines et de l'ARNss montré ci-dessus, est cruciale pour la conception future de médicaments. Grâce à une analyse de simulations de dynamique moléculaire, les forces qui rendent la stabilité de la nucléocapside ont été étudiées et quantifiées dans le présent article. Crédit :Tanya Nesterova
Le virus Ebola provoque une infection grave avec un taux de mortalité compris entre 50 et 90 %. Les nucléoprotéines du virus s'assemblent en un arrangement hélicoïdal et encapsulent un génome à ARN simple brin, ARNsb, pour former un complexe en forme de bâtonnet connu sous le nom de nucléocapside, ce qui est essentiel au fonctionnement du virus. On trouve également des nucléocapsides en forme de bâtonnets dans d'autres virus, comme le SRAS-CoV-2, qui cause le COVID-19.
Dans le Journal de physique chimique , des scientifiques de l'Université du Delaware rapportent une étude informatique de cette nucléocapside et montrent que la liaison de l'ARNss permet à la nucléocapside de conserver sa forme et son intégrité structurelle.
Les simulations de virus sont difficiles car les systèmes sont très grands. Seulement quelques capsides, dont l'hépatite B, VPH, VIH-1, et le virus satellite de la mosaïque du tabac, ont été étudiées au niveau atomique. Simulations de dynamique moléculaire de la nucléocapside d'Ebola, à ce jour, n'ont été menées que de ses constituants isolés et non au niveau atomique.
Ce travail représente la première étude informatique au niveau atomique de l'assemblage de la nucléocapside d'Ebola. Le modèle utilisé par les chercheurs incluait tous les atomes de l'assemblage hélicoïdal de nucléoprotéines, l'ARNss, molécules d'eau, et même des ions, comme le sodium et le chlorure, qui stabilisent cette structure très chargée.
Le modèle résultant a 4,8 millions d'atomes, à savoir la structure de la nucléocapside avec le ssRNA présent et sans lui. Le deuxième système a été inclus comme contrôle pour étudier le rôle de l'ARNsb.
"Nous avons découvert que l'encapsidation de l'ARNss entraîne la stabilisation de la nucléocapside du virus Ebola et est essentielle pour maintenir l'intégrité structurelle de son assemblage hélicoïdal, " a déclaré l'auteur Juan Perilla.
Les chercheurs ont découvert que les interactions nucléoprotéiques et les ions contribuent à la stabilité de la nucléocapside. Dans la nucléocapside d'Ebola, les nucléoprotéines se connectent les unes aux autres pour former un assemblage hélicoïdal. Les ions sodium et chlorure se sont regroupés près de la nucléocapside dans la simulation pour contrer ses répulsions de charge.
La structure de la nucléocapside en forme de bâtonnet est essentielle à la capacité du virus Ebola à infecter et à échapper aux mécanismes de défense cellulaire ainsi qu'à sa capacité à se répliquer dans les cellules hôtes. La nucléocapside agit comme un échafaudage pour l'assemblage du virus et comme une matrice pour la transcription des gènes du virus et sa réplication. Ses rôles critiques au cours de l'infection en font un candidat idéal pour une intervention antivirale.
Une connaissance au niveau moléculaire de la dynamique des virus est nécessaire pour comprendre la structure et la fonction et identifier les vulnérabilités, mais il est généralement inaccessible à partir de l'expérience. Ces informations sont facilement disponibles à partir de simulations informatiques, toutefois.
Cette étude devrait aider les scientifiques à développer des traitements médicamenteux ciblant les nucléocapsides virales. Les chercheurs prévoient que l'approche méthodologique qu'ils ont développée pour Ebola peut être utilisée pour étudier d'autres structures hélicoïdales, comme la nucléocapside du SARS-CoV-2.
