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Biologie cellulaire

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Camille Gaubert

the 19.09.2020 à 15h00

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La viperin, protéine antivirale produite par nos cellules, existe sous des formes très semblables chez les bactéries. Ces autres viperins pourraient offrir de nouvelles perspectives de traitement contre les virus.

Elle s’appelle la viperin, et bien que très charismatique, son nom est la moindre de ses qualités. Cette protéine produite par les cellules de mammifères sous l’impulsion du système immunitaire produit un antiviral efficace… Mais nous ne sommes pas les seuls à en bénéficier ! Chez les bactéries, au moins trois versions du produit de cette viperin existent, étonnamment similaires à la nôtre, et pourtant assez différentes pour constituer une piste de recherche prometteuse dans la course à l’antiviral en ce temps de pandémie. Ces travaux, réalisés au Weissman Institute (Israël) dans le laboratoire du Pr Rotem Sorek, sont publiés dans la revue Nature.

Je nous vois encore pendant les deux jours que duraient cette conférence, nous étions surexcités”, raconte à Sciences et Avenir la chercheuse Aude Bernheim, première autrice de la publication. Fin juin 2018, lors d’un colloque scientifique, l’un de ses collègues leur montre des travaux décortiquant le mode d’action de la viperin humaine, fraîchement parus dans Nature. “Nous nous sommes dit que ce serait incroyable que ça existe chez les bactéries !”, se rappelle Aude Bernheim. La diversité du système immunitaire des bactéries, c’est la spécialité de la scientifique. Les protéines CRISPR, qui coupent l’ADN pour en exciser le matériel génétique viral qui s’y serait dissimulé, en sont un bon exemple. Les viperins ont un mode d’action simple et efficace.

Pour comprendre, il faut savoir que l’ADN et l’ARN (molécule qui sert d’intermédiaire entre l’ADN et les protéines) sont composés d’une succession de quatre molécules, couramment nommées A, C, G et T (pour l’ADN) et A, C, G et U (pour l’ARN). Pour fabriquer les brins d’ADN ou ARN, certaines protéines (appeléespolymérases”) accolent ces lettres les unes aux autres, comme on le ferait de perles sur un collier. C’est là qu’intervient la viperin, produite en réponse à un signal du système immunitaire. En coupant un petit morceau d’une de ces lettres, elle la rend incapable de se lier à la suivante, avortant l’intégralité de la chaîne. Lorsque le virus tente de multiplier son matériel génétique afin de produire des clones de lui-même, il est donc automatiquement bloqué par la viperin. Finally, pas forcément. Théoriquement, la viperin pourrait toucher tous les virus, mais en pratique certaines polymérases n’incorporent pas les lettres modifiées, sans que l’on sache encore pourquoi, explique Aude Bernheim. C’est notamment ce qui protège notre ARN de notre propre viperin.

Pour retrouver d’éventuelles viperin bactériennes, l’équipe se tourne vers une gigantesque base de données recensant plus de 38.000 génomes bactériens et archées. Ces dernières sont une troisième famille de cellules, avec les bactéries qui comme elles n’ont pas de noyau et les eucaryotes (dont font partie nos cellules), qui en ont un. Sur 1.724 gènes similaires à la viperin humaine, 250 sont retenus par un algorithme du Weissman Institute, capable de prédire la fonction qu’aura le gène en fonction de ceux qui l’entourent. Chez les bactéries en effet, les gènes du système immunitaire sont souvent regroupés. “Ce qui était très impressionnant, c’est que ces gènes étaient similaires à 40% avec leur homologue humain. It's huge !”, s’exclame Aude Bernheim. “Nous nous attendions à ce qu’ils aient beaucoup divergé avec le temps, sous la pression de sélection importante des virus, mais ça n’était pas le cas.D’après leurs hypothèses, la viperin aurait été présente chez les archées déjà, puis transmise aux bactéries et aux eucaryotes, et conservée de façon remarquable pendant des centaines de millions d’années.

Pour vérifier l’efficacité des viperins bactériennes, les chercheurs les ont insérées dans le génome de simples Escherichia Coli, puis mises en présence de virus. Près de la moitié des viperins ont bien protégé les bactéries qui les portaient. En analysant précisément le mode d’action de ces viperins, les scientifiques découvrent trois modes d’action différents, là où la version humaine n’en a qu’une. Notre viperin ne modifie en effet que les lettres C, tandis que les viperins bactériennes ciblent les C, G ou U. “La plupart des bactéries ont une des trois versions du produit de la viperin, mais l’une d’entre elle possède les trois”, rapporte Aude Bernheim. Comme avec les CRISPR, il y a donc une vraie diversité chez les viperins, bien qu’elles partagent le même mécanisme d’action. D’autant qu’il est très possible qu’il en existe plus que les trois qui ont été décrites par ces travaux, précise la chercheuse.

L’éventuelle capacité des viperins bactériennes à éliminer plusieurs virus s’attaquant à l’humain, dont bien sûr le SARS-CoV-2 du Covid-19, est en cours de test par une entreprise israélienne, Pantheon Bioscience. “Ce qui est incroyable, c’est qu’il est arrivé la même chose avec les antibiotiques : nous les avons identifiés chez les bactéries, et les avons utilisés pour nous soigner. Nous pouvons sans doute faire la même chose avec les antiviraux”, s’enthousiasme Aude Bernheim.

Elle s’appelle la viperin, et bien que très charismatique, son nom est la moindre de ses qualités. Cette protéine produite par les cellules de mammifères sous l’impulsion du système immunitaire est un antiviral efficace… Mais nous ne sommes pas les seuls à en bénéficier ! Chez les bactéries, au moins trois versions de cette viperin existent, étonnamment similaires à la nôtre, et pourtant assez différentes pour constituer une piste de recherche prometteuse dans la course à l’antiviral en ce temps de pandémie. Ces travaux, réalisés au Weissman Institute (Israël), sont publiés dans la revue Nature.

Je nous vois encore pendant les deux jours que duraient cette conférence, nous étions surexcités”, raconte à Sciences et Avenir la chercheuse Aude Bernheim, première autrice de la publication. Fin juin 2018, lors d’un colloque scientifique, l’un de ses collègues leur montre des travaux décortiquant le mode d’action de la viperin humaine, fraîchement parus dans Nature. “Nous nous sommes dit que ce serait incroyable que ça existe chez les bactéries !”, se rappelle Aude Bernheim. La diversité du système immunitaire des bactéries, c’est la spécialité de la scientifique. Les protéines CRISPR, qui coupent l’ADN pour en exciser le matériel génétique viral qui s’y serait dissimulé, en sont un bon exemple. Les viperins ont un mode d’action simple et efficace.

Pour comprendre, il faut savoir que l’ADN et l’ARN (molécule qui sert d’intermédiaire entre l’ADN et les protéines) sont composés d’une succession de quatre molécules, couramment nommées A, C, G et T (pour l’ADN) et A, C, G et U (pour l’ARN). Pour fabriquer les brins d’ADN ou ARN, certaines protéines (appeléespolymérases”) accolent ces lettres les unes aux autres, comme on le ferait de perles sur un collier. C’est là qu’intervient la viperin, produite en réponse à un signal du système immunitaire. En coupant un petit morceau d’une de ces lettres, elle la rend incapable de se lier à la suivante, avortant l’intégralité de la chaîne. Lorsque le virus tente de multiplier son matériel génétique afin de produire des clones de lui-même, il est donc automatiquement bloqué par la viperin. Finally, pas forcément. Théoriquement, la viperin pourrait toucher tous les virus, mais en pratique certaines polymérases n’incorporent pas les lettres modifiées, sans que l’on sache encore pourquoi, explique Aude Bernheim. C’est notamment ce qui protège notre ADN de notre propre viperin.

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Source: https://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/biologie-cellulaire/le-salut-viendra-t-il-de-la-viperin-proteine-antivirale-humaine-et-bacterienne_147498

Bacteria, Antiviral drug, Protein, Cell

World news – FR – Will salvation come from the viperin, human antiviral protein… and bacterial ?

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