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Des chercheurs du College of Science de l’Université d’État de l’Oregon ont fait un pas important vers la mise au point de nouveaux médicaments et vaccins, pour lutter contre le COVID-19, en étudiant en profondeur les interactions d’une protéine avec le matériel génétique du SARS-CoV-2.

Les interactions de la protéine N

La protéine de la nucléocapside du virus, ou protéine N, est une cible de choix pour les interventions de lutte contre cette maladie en raison des fonctions essentielles qu’elle remplit dans le cycle d’infection du nouveau coronavirus et parce qu’elle mute à un rythme relativement lent. Les médicaments et les vaccins conçus autour du travail de la protéine N ont le potentiel d’être très efficaces et de durer plus longtemps, c’est-à-dire d’être moins sensibles à la résistance.
Parmi les protéines du SARS-CoV-2, la protéine N est le principal partenaire de l’ARN viral. L’ARN contient les instructions génétiques que le virus utilise pour amener les cellules vivantes, telles que les cellules humaines, à se reproduire, et la protéine N se lie à l’ARN et le protège.
Ces résultats constituent un point de départ important pour des études supplémentaires de la protéine N et de ses interactions avec l’ARN, dans le cadre d’un examen approfondi des mécanismes d’infection, de transmission et de contrôle du SARS-CoV-2.

Un vue de 1000 nucléotides

Elisar Barbar, professeur de biochimie et de biophysique et Heather Masson-Forsythe, candidate au doctorat, ont dirigé cette étude avec l’aide d’étudiants de premier cycle, Joaquin Rodriguez et Seth Pinckney. Les chercheurs ont utilisé une série de techniques biophysiques qui mesurent les changements de taille et de forme de la protéine N lorsqu’elle est liée à un fragment d’ARN génomique – 1000 nucléotides du génome de 30 000 nucléotides.
« Le génome est plutôt grand pour un virus et il faut que de nombreuses copies de la protéine N se collent à l’ARN pour donner au virus la forme sphérique qui lui est nécessaire pour faire plus de copies de lui-même », a déclaré Barbar.  » Notre étude nous aide à quantifier le nombre de copies de N nécessaires et leur proximité lorsqu’elles adhèrent à l’ARN.  »
Les études biophysiques de N avec de grands segments d’ARN par résonance magnétique nucléaire sont rares, a déclaré Barbar, en raison de la difficulté de préparer la protéine N partiellement désordonnée et les longs segments d’ARN, tous deux sujets à l’agrégation et à la dégradation, mais ce type d’études est une spécialité du laboratoire de Barbar. Les études d’autres chercheurs se sont généralement limitées à des morceaux d’ARN et de protéine N qui sont beaucoup plus petits.
Plutôt que de se contenter d’étudier ces régions de liaison, la vue de 1 000 nucléotides a permis aux scientifiques d’apprendre que cette protéine se lie beaucoup plus fortement lorsqu’elle est un dimère complet – deux copies attachées l’une à l’autre – et d’identifier les régions de cette protéine qui sont essentielles à la liaison à l’ARN.

Des médicaments qui contrecarrent la flexibilité de la protéine N

« Cette protéine complète possède des parties structurées mais est en fait très flexible, et nous savons donc que cette flexibilité est importante pour la liaison de l’ARN », a déclaré Masson-Forsythe. « Nous savons également que lorsque les protéines N commencent à se lier à l’ARN plus long, le résultat est une collection diversifiée de complexes protéine/ARN liés, par opposition à une seule façon de se lier. »
Les médicaments qui contrecarrent la flexibilité de la protéine N seraient donc une piste potentielle pour les chercheurs, a-t-elle ajouté. Une autre possibilité serait des médicaments qui perturbent l’un de ces complexes protéine/ARN qui s’avèrent être d’une importance particulière.
Cette recherche a été publiée dans Biophysical Journal.
Source : Oregon State University
Crédit photo : StockPhotoSecrets