Des chercheurs de l’Université de Lund, en collaboration avec des collègues de l’installation synchrotron du NIST aux États-Unis, ont cartographié au niveau atomique ce qui se passe à l’intérieur d’une particule virale lorsque la température augmente.
« À mesure que la température augmente, le matériel génétique du virus change de forme et de densité et devient plus fluide, ce qui entraîne une injection rapide dans la cellule », explique Alex Evilevitch, chercheur à l’Université de Lund qui a dirigé l’étude.
Les virus n’ont pas leur propre métabolisme ni la capacité de se reproduire de manière indépendante ; Ils dépendent entièrement d’une cellule hôte pour se reproduire. Au lieu de cela, le virus détourne la machinerie interne de la cellule infectée pour produire de nouvelles particules virales, qui sont ensuite libérées et se propagent pour infecter d’autres cellules.
Dans la plupart des cas, le matériel génétique du virus, l’ADN, est enfermé dans une enveloppe protéique protectrice appelée capside. Un groupe de recherche de l’Université de Lund s’efforce de comprendre le processus par lequel le virus expulse son matériel génétique de la capside vers les cellules et les causes de la libération de l’ADN du virus. Tout a commencé avec une étude publiée en 2014, dans laquelle des chercheurs de l’Université de Lund ont observé qu’il semblait y avoir un changement soudain dans le matériel génétique du virus lorsqu’il était exposé à une température d’infection d’environ 37 degrés.
Plus on augmentait la température, plus l’ADN du virus devenait rigide. Et puis soudain, à une température contagieuse, quelque chose s’est produit. C’était comme s’il n’y avait plus d’ADN dans la particule virale : la rigidité avait disparu.
Alex Evilevitch, professeur de biologie cellulaire à l’Université de Lund
Les changements de température ambiante peuvent-ils affecter la propagation de l’ADN du virus ? L’étude a attiré une large attention dans la communauté des chercheurs, mais décrire avec précision ce qui s’est passé s’est avéré difficile et a pris beaucoup de temps. Comme modèle expérimental, les chercheurs ont examiné ce qui se passe lorsque les virus phages – des virus qui attaquent les bactéries – sont exposés à des augmentations de température.
« Observer l’apparence de l’ADN dans une particule virale n’est pas quelque chose qui peut se faire en un clin d’œil. Leur matériel génétique est sensible, difficile à imager et les virus phagués sont très petits – environ dix fois plus petits qu’une cellule bactérienne. » Cependant, avec l’aide du centre de recherche synchrotron du NIST dans le Maryland, aux États-Unis, et grâce à une subvention spéciale du Conseil suédois de la recherche, nous avons enfin pu utiliser la lumière neutronique pour « cartographier la structure de l’ADN du virus phage et sa densité à l’intérieur de la capside. Voyez comment celles-ci évoluent à différentes températures », a expliqué Alex Evilevitch.
Dans l’étude actuelle, maintenant publiée dans PNAS, ils montrent que la température ambiante joue un rôle crucial lorsque la capside s’ouvre et que « l’ADN éclate » et pénètre dans la cellule. La cellule est infectée, permettant aux particules virales du phage de se diviser et de se propager aux cellules bactériennes voisines.
« Nous avons également observé que le changement dans la structure de l’ADN est directement lié à l’efficacité avec laquelle le virus infecte la cellule hôte », a commenté Alex Evilevitch.
Une partie de l’intérêt des chercheurs à en savoir plus sur le fonctionnement de la capside et de l’ADN du virus est de comprendre comment l’ADN et l’ARN peuvent être emballés dans des volumes incroyablement petits et comment ils peuvent pénétrer si rapidement dans la cellule pendant l’infection.
« Cela nous permet de mieux comprendre la rapidité avec laquelle l’ADN peut quitter le virus et pénétrer dans la cellule, et cela pourrait être pertinent pour la question de savoir comment activer et désactiver un virus – le principe de base du développement de nouveaux antiviraux. « Cela pourrait également être important pour la façon dont les acides nucléiques sont conditionnés à des fins de thérapie génique », a déclaré Alex Evilevitch.
L’étude peut-elle être interprétée comme signifiant qu’une température corporelle plus élevée augmente le risque de propagation de l’infection ?
« Les résultats vont dans ce sens. La structure du matériel génétique du virus et ses propriétés mécaniques changent déjà lorsque la température corporelle atteint 37 degrés. Cela n’a pu être démontré que dans des cultures cellulaires de notre laboratoire et des études futures sont nécessaires, qui prennent également en compte d’autres facteurs qui influencent l’évolution. de l’infection virale, comme la réponse immunitaire.
Source:
Référence du magazine :
Valence, JRV (2023). Transition de densité d’ADN induite par la température dans la capside du phage λ visible avec SANS à contraste adapté. Actes de l’Académie nationale des sciences. est ce que je.org/10.1073/pnas.2220518120.