The multifunctional protein CI of potyviruses plays interlinked and distinct roles in viral genome replication and intercellular movement.

Deng, P., Wu, Z., et Wang, A.M. (2015). « The multifunctional protein CI of potyviruses plays interlinked and distinct roles in viral genome replication and intercellular movement. », Virology Journal, 12(1: Article Number: 369), p. 1-11. doi : 10.1186/s12985-015-0369-2  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Contexte. La protéine d’inclusion cylindrique (CI) multifonctionnelle des potyvirus possède une activité de liaison à l’ATP et une activité d’ARN hélicase. En tant que composante du complexe de réplication du virus, elle contribue à la réplication du génome viral, peut-être en se liant à l’ARN et en déroulant le duplex d’ARN. Elle joue également un rôle dans le déplacement du virus d’une cellule à l’autre, probablement par la formation des structures coniques au niveau des plasmodesmes (PD) et de son interaction avec la protéine de la capside (PC). Méthode. Pour mieux comprendre le rôle de la CI dans le processus d’infection virale, nous avons emprunté l’approche de la mutagenèse systématique de chaque résidu en alanine (alanine-scanning mutagenesis) pour muter la CI dans le clone contenant tout l’ADNc du TuMV (Turnip mosaic virus) infectieux marqué à la protéine verte fluorescente. Au total, 40 substitutions doubles ont été faites dans les résidus groupés chargés. L’effet de ces mutations sur l’amplification du génome viral a été déterminé au moyen d’une épreuve d’inoculation de protoplastes. Tous les mutants ont aussi été introduits dans des plantes de Nicotiana benthamiana afin que nous puissions évaluer les déplacements d’une cellule à une autre ainsi que les déplacements sur de longues distances. Nous avons ensuite choisi au hasard trois mutants incapables de se déplacer d’une cellule à l’autre pour déterminer, par microscopie confocale, si leur protéine CI mutée ciblait les plasmodesmes et interagissait avec la protéine de la capside. Résultats. Vingt mutants CI présentaient un défaut de réplication (celle-ci avait été abolie chez cinq d’entre eux, et était réduite chez les quinze autres), un mutant produisait une quantité élevée de génomes viraux par comparaison avec le virus parental, et les 19 autres avaient un niveau de réplication semblable à celui du virus parental. Les mutations nuisant à la réplication étaient principalement situées dans les domaines de l’hélicase et dans la région C-terminale de la protéine. Le déplacement entre les cellules était plus lent, voire inexistant chez les quinze mutants à réplication réduite. Neuf des vingt mutants chez lesquels la compétence de réplication n’avait pas été touchée ont limité l’infection à une seule cellule. Chez cinq des mutants incapables de se déplacer d’une cellule à l’autre, les mutations se situaient dans les 100 acides aminés de l’extrémité N-terminale de la CI. La plupart des mutants de réplication ou de déplacement intercellulaire n’ont pas pu causer d’infection systémique chez les plantes. L’analyse de trois mutants incapables de se déplacer d’une cellule à l’autre, mais capables de répliquer (choisis au hasard) a révélé que la CI mutée ne pouvait former de structure de ponctuation régulières au niveau des plasmodesmes et/ou qu’elle ne pouvait interagir avec les protéines de la capside virale. Conclusions. Le domaine hélicase et la région C-terminale de la CI du TuMV sont essentiels à la réplication du génome viral, et la séquence de l’extrémité N-terminale module le déplacement intercellulaire du virus. La CI du TuMV joue des rôles tant reliés entre eux que distincts dans la réplication et le déplacement entre les cellules. La capacité de la CI de cibler le plasmodesme et d’interagir avec la protéine de la capside est liée à son rôle fonctionnel dans le déplacement intercellulaire du virus.

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