Stratégies de réplication virale

Ivan Hirsch Institut de Cancérologie de Marseille, UMR 599 INSERM Institut Paoli-Calmettes Université de la Méditerranée 27, boulevard Lei Roure 13009 MARSEILLE (France) Phone : +33-(0)4-91 758415 Fax : +33-(0)4-91 260364 Email : ihirsch@marseille.inserm.fr Web site: http://u119.marseille.inserm.fr/ Hépatite C et le système immunitaire Réplication virale Infection chronique Immunité innée Interférons du type I Cellules dendritiques plasmacytoïdes Cancer hépatocellulaire

Classification de virus (David Baltimore) +ADN rétrovirus +ARN -ADN ±ADN +ARN -ARN +ARNm ±ARN -ARN

Contraintes de la Réplication de Virus à ADN

Contraintes de la Réplication de Virus à ARN

Rôle central des ARN (ADN) polymérases ARN dépendantes (réplicases) Initiation de la polymérisation Reconnaissance des structures à l’extrémité de la molécule La synthèse des brins + et - est obligatoire Complémentarité de la matrice avec le produit Coiffe à 5’ de brin (+) 5'- a b c + y‘z’a' –3' pol 3'- a'b'c' y z a –5' pol - Terminaison de la polymérisation : poly A

Génétique : quasi-espèces

domaines protéolytiques Virus à l’ARN + : Organisation du génome Poliomyélite Hépatite A, C Fièvre jaune C E1-E2 polyprotéine structurales Protéines non-structurales ARNm Envelope glycoprotein Core Serine protease furine domaines protéolytiques

Virus à ARN + : cycle viral Hépatocyte Receptor inhibitors Vaccines Monoclonal antibodies P7 Inhibitors? éclipse Membrane-association Intervention? NS2-NS3 and NS3-4A Protease inhibitors Single-stranded RNA and core (nucleocapsid) HCV E1/E2 CD81 LDLR replicase

Virus à ARN + : stratégie de la réplication Membrane cellulaire + 1°) traduction 5’ Ribosomes ARNm Polyprotéine : protéines structurales et non-structurales : réplicase protéase N’ 2°) modification post-traductionelle Maturation de la Polyprotéine 1000 x N’ C’ NS5A ribosome pol 5' 3' ribosome traduction transcription 5'- a b c + y‘z'a' –3' pol 3'- a'b'c' y z a –5' pol -

Virus à ARN + : stratégie de la réplication Membrane cellulaire + 1°) traduction 5’ Ribosomes ARNm Polyprotéine : protéines structurales et non-structurales : réplicase protéase 2°) modification post-traductionelle Maturation de la polyprotéine + 3°) réplication - 5’ ARN- ARN+ 4°) traduction (massive) 5°) morphogenèse

Virus à ARN + : stratégie de réplication Caractéristiques spécifiques polyprotéine protéase protéines non-structurales

Virus à ARN + : stratégie de réplication ARNm : taile de génome ARNm : sous-génomique : Poliomyélite, Hépatite A, C : Rubéole, Virus de forêt de Semliki x Protéines non-structurales Protéines structurales économie de l’expression (permis par le clivage et le changement de la spécificité de polymérases)

Virus à ARN - : Organisation du génome Rage Rougeole Oreillons Virus de la stomatide vésiculaire (VSV) Ebola Marburg Nucléocapside (N, NC, NP) Enzymes structurales P,L Nucléocapside Matrice Enveloppe glycoprotéine Polymérase - Polymérase 3’ N P M G L 5’ + 5’ 3’ Transcription discontinue ARNm sous-génomiques

Virus à ARN + : stratégie de la réplication Membrane cellulaire traduction 1°) dissociation de N de ARN - 2°) transcription discontinue ARNm 3°) traduction modification post-traductionelle 4°) réplication : ARN+ réplication: ARN- Modification de la fonction de la réplicase ARN- traduction 5°) traduction (massive) morphogenèse morphogenèse

Virus à ARN - : stratégie de la réplication Caractéristiques spécifiques enzymes structurales (polymérases) transcription discontinue protéine N

Rétrovirus : Organisation du génome HIV MLV RSV Protéase Intégrase M C NC Transcriptase inverse ARNm (+) Virus à ARN - Enzymes structurales Virus à ARN + Polyprotéine & Protéase Transcription : épissage alternatif RNAm sous-génomiques Gag-Pol Vif Vpr Vpu, Env Tat Tev Rev, Nef Nef

Rétrovirus : stratégie de la réplication Membrane cellulaire 1°) rétrotranscription 7°) morphogenèse Maturation de la polyprotéine ADN (-) 6°) modification post-traductionnelle Transcriptase inverse Tat Rev Nef Env Gag-Pol Gag Protéase 5°) changement du cadre de lecture Membrane nucléaire ARNm multiépissés ARNm monoépissés ARNm non-épissés 4°) épissage alternatif 2°) intégration Intégrase ARN polymérase II 3°) transcription

Rétrovirus : stratégie de réplication Caractéristiques spécifiques enzymes structurales Transcriptase inverse Intégrase Protéase intégration dans le génome de l’hôte épissage alternatif (3 cadres de lecture) polyprotéine changement du cadre de lecture

Familles de virus à ARN humains et animaux