Virus del sarampión: un trastorno funcional

Investigadores de la CEA, el CNRS y la Universidad Joseph Fourier (IBS (1), UVHCI (2), AFMB (3)) se observan por primera vez la parte de los trastornos de la nucleoproteína del virus del sarampión en un contexto fisiológico. Usando una combinación de tres técnicas complementarias (4), microscopía electrónica (EM), la dispersión de rayos X a ángulos pequeños (SAXS) y resonancia magnética nuclear (RMN) en solución, el consorcio fue capaz de ofrecer un modelo completo de la nucleocápsida (5) que contiene el ARN viral. Sus resultados sugieren que la parte desordenada juega un papel en la infección del virus del sarampión. Este trabajo fue publicado el 26 de mayo en el sitio de PNAS.

La premisa principal que globalmente motivados proyectos de inversión en la biología estructural se basa en la suposición de que la determinación de la estructura tridimensional de un número finito de proteínas proporcionará la clave para la comprensión de sus actividades biológicas. Sin embargo, durante la última década, se convirtió cada vez más claro que una fracción significativa (hasta un 40%) de las proteínas codificadas por el genoma humano son intrínsecamente desordenados o que contienen las regiones desordenadas de larga significativa (> 50 aminoácidos). Proteínas intrínsecamente desordenadas (PIDS) seguir funcionando a pesar de la ausencia de una bien definida estructura tridimensional. El paradigma de la «función de la estructura» no clásica se aplican a estas proteínas y otros estudios sobre la relación entre la secuencia principal y la función molecular son necesarios, así como nuevos métodos para la observación de estas partes flexibles de las proteínas.
Es en este contexto y como parte de la «Asociación para la Biología Estructural» en Grenoble (6) que los investigadores de CEA, el CNRS y la Universidad Joseph Fourier se interesó en la nucleoproteína del virus del sarampión, la naturaleza de los cuales parcialmente desordenado controla la replicación del virus. Esta proteína forma nucleocápside mediante la unión con el ARN viral (ver figura). Los investigadores desarrollaron un modelo que reconstruye la estructura de la nucleocápside de los datos experimentales obtenidos por tres técnicas complementarias: la EM, SAXS y RMN. Este estudio revela por primera vez el campo desordenado en el contexto de la nucleocápside entero (in situ). 
Los resultados muestran que esta parte de la proteína, que controla la transcripción y replicación del virus, sigue siendo desordenada in situ. Además, estos resultados sugieren fuertemente que la flexibilidad intrínseca de la proteína juega un papel esencial en su función. Con estas técnicas, los investigadores ahora será capaz de estudiar la estructura, dinámica y la cinética de la nucleoproteína in situ en la presencia de la RNA polimerasa (7) para avanzar en la comprensión de los mecanismos que conducen a la propagación del virus.

Virus del sarampión


Figura: Espectro de resonancia magnética nuclear (arriba a la izquierda) y microscopía electrónica (centro izquierda) se combinaron con la técnica de dispersión de ángulo pequeño (inferior izquierda), para desarrollar un modelo de la nucleocápsida completa virus del sarampión (derecha). Los dominios estructurados de la nucleoproteína (verde y amarillo) se unen ARN (azul), mientras que el dominio desordenado (rojo) que controla la transcripción y replicación del virus sale del espacio de la cápsida de interactuar con el ARN polimerasa. Medio: un detalle de la estructura de la nucleocápsida (arriba) y la estructura de una vuelta completa de la hélice (abajo).


 

Notas:

(1) Instituto de Biología Estructural, Jean-Pierre Ebel (IBS, Instituto conjunta CEA-CNRS-Université Joseph Fourier, Grenoble) 
(2) Unidad de interacción virus célula huésped (UVHCI) UMI 3265 CNRS-UJF-EMBL de Grenoble 
(3) Arquitectura y función de macromoléculas biológicas UMR CNRS 6098 y Universidades de Aix-Marsella I y II 
(4) La microscopia electrónica ofrece una visión general de la parte estructurada de estos objetos de gran tamaño, la técnica de medición de dispersión de ángulo reducido del diámetro cápsida y por lo tanto se puede ver que los movimientos se producen perímetro de las partes flexibles de las proteínas, RMN (resonancia magnética nuclear) determina la dinámica de todo el campo de la proteína desordenada con resolución atómica. 
(5) virus de nucleocápsida : estructura compleja que consta de una hélice de ARN asociados a la nucleoproteína de 13 moléculas por vuelta de hélice. 
Alianza (6) para la biología estructural: la alianza formada por los actores de la biología estructural en Grenoble, el SII, EMBL, ESRF e ILL. 
(7) La ARN polimerasa es la enzima responsable de la replicación del ARN viral, un paso esencial para su propagación.También está relacionada directamente con la nucleoproteína.

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