Caractérisation de nouvelles interfaces Integrase/Lysyl-ARNt synthetase de la cellule infectée
- La réplication du génome ARN du VIH-1 est un processus essentiel dans le cycle de vie du virus. La réverse transcriptase codée par le virus utilise l'ARNt3Lys de la cellule hôte pour amorcer la transcription inverse de son génome ARN en ADN proviral. Comme l'étape clé d'initiation de ce processus est réalisée en milieu clos, dans la capside, avant ou après infection des cellules cibles par les particules virales, une étape primordiale et incontournable de la transcription inverse de l'ARN du VIH-1 en ADN proviral est l'encapsidation de l'ARN amorce, l'ARNt3Lys de la cellule hôte, dans les particules virales au cours de l'assemblage des nouveaux virions. Les polyprotéines Gag et GagPol, ancrées à la membrane plasmique de la cellule hôte via la myristoylation de leur résidu Gly2, sont essentielles au recrutement des protéines et ARN viraux ou cellulaires qui seront encapsidés.
- Nous avons montré que la lysyl-ARNt synthétase mitochondriale (mLysRS) de la cellule hôte est sélectivement encapsidée dans les particules du VIH-1 et sert de transporteur des ARNtLys au cours du processus d'encapsidation. Associée à l'ARNtLys, mLysRS interagit avec les domaines transframe (TF ou p6*) et surtout intégrase (IN) du domaine Pol de la polyprotéine GagPol. L'association entre l'intégrase et la mLysRS est robuste et des molécules inhibitrices de cette interaction ont été isolées in vitro. Dans un test ex vivo de développement viral, ces molécules inhibent la réplication virale sans effet toxique sur la viabilité cellulaire.
- Ce projet de recherche vise à comprendre les modalités d'assemblage du complexe d'encapsidation, et plus particulièrement de l'interaction mLysRS:IN. La validation d'un modèle atomique de l'interface mLysRS:IN sera un support essentiel à la sélection et à l'évolution moléculaire d'inhibiteurs capables de bloquer l'association entre mLysRS et IN, et donc d'inhiber le cycle viral. Ce type de molécule constituerait une nouvelle voie thérapeutique.
Figure : Le gène KARS humain spécifie les formes mitochondriales (initiation de la traduction dans l'exon 2) et cytoplasmiques (initiation de la traduction dans l'exon 1 et excision de l'exon 2) de la lysyl-ARNt synthétase. La forme cytoplasmique s'associe à la protéine p38 et s'intègre dans le complexe multi-synthétasique MARS. La forme mitochondriale est dirigée vers la mitochondrie. Lors de l'infection par le VIH-1, les domaines TF et IN de la polyprotéine virale GagPol interagissent avec le domaine catalytique de mLysRS et conduisent à l'encapsidation du complexe mLysRS:ARNtLys dans les particules virales.