Une étude récente publiée dans le FILS jjournal a résumé l’importance des interactions acide ribonucléique (ARN)-protéine du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère dans l’étude des virus à ARN.
Diverses études ont exploré les mécanismes moléculaires des infections par le SRAS-CoV-2 pour développer de nouvelles méthodes thérapeutiques contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Cependant, les connaissances manquent concernant l’impact de l’infection par le SRAS-CoV-2 sur la transcription de l’ARN messager (ARNm) de l’hôte.
Contexte
Plusieurs approches ont été développées pour capturer et détecter les interactions entre l’ARN du SRAS-CoV-2 et les protéines. Une majorité d’entre eux utilisent la réticulation de l’ARN-protéine pour capturer l’ARN cible. Certains protocoles qui utilisent cette technique sont la purification antisens de l’ARN et la spectrométrie de masse quantitative (RAP-MS), l’identification complète des protéines de liaison à l’ARN par spectrométrie de masse (ChIRP-MS) ou la purification par hybridation des complexes ARN-protéine et la spectrométrie de masse (HyPR- MME).
La plupart des méthodes de capture d’interactome commencent par l’infection par le SRAS-CoV-2 de la lignée cellulaire modèle, puis les contacts protéine-ARN sont réticulés par irradiation ultraviolette (UV) ou traitement chimique. La réticulation stabilise les contacts ARN-protéine, permettant ainsi l’isolement du complexe ARN-protéine formé. De plus, toutes les analyses de l’interactome ARN-protéine du SRAS-CoV-2 partageaient quatre étapes principales : isoler les complexes ARN-protéine des cellules infectées, purifier les complexes dans des conditions dénaturantes, éluer la protéine liée à l’ARN après digestion de l’ARN et analyser le protéome viral. avec SEP.
Les méthodes ChiRP-MS et RAP-MS ont utilisé la stratégie de capture de sonde antisens pour évaluer le protéome lié à l’ARN du SRAS-CoV-2. Dans RAP-MS, l’irradiation UV des cellules infectées a été suivie de l’isolement des ARN et des protéines liées à l’aide d’oligonucléotides d’acide désoxyribonucléique (ADN). La spécificité et l’efficacité de l’approche de capture d’oligonucléotides antisens dépendent de la conception et de l’optimisation de la sonde. Bien que plusieurs sondes permettent des captures efficaces, elles peuvent également entraîner des interventions plus bruyantes. D’autre part, moins de sondes augmentent la spécificité mais diminuent l’accessibilité de la région ciblée par la sonde. Notamment, ChIRP-MS a utilisé 108 sondes courtes de 20 nucléotides (nt) de long, tandis que RAP-MS a utilisé des sondes de 90 nt et HyPR-MS a utilisé deux à trois sondes, chacune d’une longueur de 20 à 30 nt.
La pertinence biologique des interactomes ARN-protéine du SRAS-CoV-2
Les principaux résultats des études d’interaction ARN-protéine du SRAS-CoV-2 sont les hôtes et/ou les protéines virales qui ont interagi avec l’ARN viral, à savoir l’ARN génomique et l’ARN guide unique (sgRNA). Pour toutes les études, les résultats comprenaient les protéines de liaison à l’ARN (RBP) et les facteurs liés au traitement de l’ARN. Dans la méthode RAP-MS, les protéines capturées ont été enrichies en groupes de protéines liés à la traduction, aux protéines de ciblage membranaire co-traductionnelles, à la désintégration médiée par le non-sens (NMD) et à la transcription virale. Une autre étude qui a utilisé RAP-MS a identifié plusieurs protéines associées au traitement de l’ARNm, au contrôle de la stabilité et à l’exportation de l’ARN.
La majorité des études ont également révélé que 32 %, 12 % et 5 % des protéines capturées étaient présentes dans au moins deux, trois et quatre des ensembles de données d’interactome, respectivement. Les interactions protéiques partagées par au moins trois des ensembles de données consistaient en des facteurs fonctionnellement associés aux processus cellulaires des virus à ARN. Dans l’ensemble, les interactions protéiques qui se chevauchent dans les quatre ensembles de données étaient principalement liées à différentes lignées cellulaires, aux conditions expérimentales et à la méthode de capture utilisée. Les études ont également noté que l’un des quatre ensembles de données contenait des protéines uniques, qui avaient toutes un rôle important dans l’infection virale.
Techniques moléculaires à haut débit pour les études ARN-interactome d’autres virus
Les technologies à haut débit, à l’échelle du protéome et du génome peuvent être appliquées aux virus à ARN autres que le SRAS-CoV-2 avec une précision suffisante. Des études ont également montré le succès de la méthode de réticulation virale et de purification en phase solide (VIR-CLASP) pour identifier plusieurs protéines liées aux génomes du virus du chikungunya (CHIKV) et du virus de la grippe A (IAV).
Les auteurs ont également trouvé des facteurs hôtes uniques et partagés dans ces génomes qui affectent l’immunité innée et contrôlent la progression de l’infection. Une analyse plus approfondie des interactions ARN-protéine spécifiques à la souche a mis en évidence les mécanismes de de novo virulence.
De plus, les méthodes associées à l’interaction protéine-protéine (PPI) ont également noté plusieurs observations concernant le mécanisme d’infection par le virus à ARN. Une étude a évalué les réseaux protéiques de l’infection par le virus zika (ZIKV) pour étudier les interactions entre le virus et le vecteur. Cette étude a identifié plusieurs interacteurs, y compris des protéines potentiellement associées à une activité pro-virale dans l’infection par le ZIKV. Des études concernant les réseaux PPI hôte-virus pour le SRAS-CoV-2 ont montré le réseau complexe entre la protéine virale et cellulaire et pourraient potentiellement aider au développement de thérapies anti-coronavirus à large spectre.
Dans l’ensemble, l’étude a résumé que la connaissance des interactions ARN-protéine du SRAS-CoV-2 facilitera une meilleure compréhension des mécanismes d’infection virale à ARN et améliorera le processus de conception de la thérapie contre les futures maladies causées par les virus à ARN.
