L'herpèsvirus peut manipuler notre ADN avec beaucoup plus de précision qu'on ne le pensait auparavant.
Le virus condense et modifie la forme de notre matériel génétique pour détourner les gènes hôtes nécessaires à la réplication, les chercheurs rapportent le 19 juin Communications de la nature. L'étude est la première à tirer parti de nouveaux outils de visualisation de pointe pour comprendre comment ce processus se produit, offrant une vision claire des changements cellulaires dans les heures suivant l'infection.
Virus de l'herpès simplex (HSV-1), le coupable microbien derrière l'herpès oral, infecte jusqu'à 67% des adultes de moins de 50 ans dans le monde, bien que la plupart des cas soient asymptomatiques. Comme tous les virus, le HSV-1 nécessite un hôte pour reproduire, transformant chaque cellule qu'elle entre en usine productrice de virus.
Les scientifiques ont observé que lorsque le HSV-1 infecte nos cellules, nos chromosomes commencent à se déformer et à se condenser, passant à la périphérie du noyau pour faire de la place pour les nombreux exemplaires du virus. On ne sait pas si ce processus est intentionnel ou simplement un sous-produit de l'invasion du virus. «Nous n'avons jamais eu la technologie d'image des cellules à une résolution suffisamment fine pour regarder de plus près», explique Maria Pia Cosma, biologiste synthétique au Center for Genomic Regulation à Barcelone.
Les progrès de la microscopie en super-résolution ont maintenant rendu cela possible. Cosma et ses collègues ont pu image des cellules jusqu'à huit heures après l'infection, y compris les structures de seulement 20 nanomètres de large.
Les scientifiques ont constaté que dans l'heure suivant l'infection, le HSV-1 co-opte deux gènes – ARN polymérase II (RNAP 2) et l'ADN topoisomérase (Top1) – qui compactent la chromatine de l'hôte en faisceaux super denses. La chromatine est le complexe ADN-protéine qui, lorsqu'il est condensé, forme nos chromosomes. Le virus remodèle ensuite l'architecture de la chromatine, similaire à l'origami pliant, pour se mettre en contact avec des boucles d'ADN contenant les gènes hôtes nécessaires à la réplication virale.
Lorsque les chercheurs ont bloqué l'expression de Top1, Cela a empêché le virus d'infecter complètement les cellules, suggérant une application antivirale potentielle. Bien que les inhibiteurs supérieurs soient en cours de développement, aucun n'est pour HSV-1. Cosma note qu'il pourrait y avoir des effets hors cible involontaires.
Prise de contrôle hostile
De nouveaux outils d'imagerie révèlent comment l'herpèsvirus s'installe dans une cellule infectée. La technique de microscopie, appelée Storm-Paint, implique de marquer des molécules d'ADN avec des sondes fluorescentes. Chaque sonde clignote et éteint au hasard, et en empilant plusieurs images les unes sur les autres, il est possible de créer une photo finale de super-résolution de la cellule. Cliquez sur le diaporama pour voir ce qui se passe dans les huit premières heures suivant une infection.
«Peu de groupes ont tenté de faire [what this team has done]et encore moins l'ont bien fait », explique Daphne Avgousti, un virologue de la chromatine à l'Université de Miami qui n'a pas été impliqué dans l'étude.« L'utilisation du virus comme un outil pour comprendre comment la chromatine peut être modifiée peut ouvrir de nouvelles recherches sur la compréhension des complexités de notre propre génome. »
Cosma dit que l'interaction entre la structure de l'ADN et sa fonction est devenue un sujet de recherche populaire et que les résultats soulèvent de nouvelles questions passionnantes. «Vous pourriez vous attendre à ce que l'organisation du génome de l'hôte soit un gâchis complet après le compactage – que les liens entre les chromosomes pourraient être coupés, par exemple – mais ce n'est pas le cas», dit-elle. « C'est quelque chose qui me dérange beaucoup, et je prévois de comprendre ce qui se passe là-bas. »
