Role des quadruplex de guanines (G4) dans la réplication virale et recherche de stratégies antivirales ciblant ces structures.

Responsable du Stage : Isabelle Mouro-Chanteloup

Tel : + 33 (0)1 81 73 32 33   Email : isabelle.mouro-chanteloup@inserm.fr

Inserm

Résumé du Projet de Stage 

Notre groupe étudie le role de quadruplexes de guanine (G4) dans la réplication virale et leur utilisation comme cibles antivirales. Les G4s sont des structures non canoniques d’acides nucléiques (ADN et ARN), impliquées dans différents processus cellulaires mais aussi dans la réplication de plusieurs virus (1). Récemment, notre groupe a mis en évidence deux interactions protéine/G4 impliquées dans la réplication des virus VIH-1 et SARS-CoV-2 : celle entre l’ADN Topoisomerase 1 humaine et un G4 présent sur le promoteur du VIH-1 (2) et celle entre la protéine Nsp3 de SARSCoV-
2 et des G4s présents dans les ARNs des cellules infectées (3). Dans les deux cas, l’interaction mise en évidence affecte la réplication du virus concerné. Dans le cas du VIH, l’interaction TOP1/G4 réprime l’expression des copies virales latentes et dans celui de SARS-CoV-2, des molécules empéchant la formation des complexes Nsp3/G4 inhibent la réplication virale. Certaines de ces molécules sont actuellemnt à l’étude en petit animal.
Ce projet de stage M2 cible ces deux interactions. Dans le cas du VIH-1, l’étudiant-e recherchera des molécules inhibant l’interaction TOP1/G4 (par criblage haut débit de molécules liant les G4 et pouvant empécher la formation des complexes TOP1/G4). Les molécules identifiées par ce crible seront ensuite testées pour leur propriétés sur la latence du VIH-1 (par utilisation de lignées cellulaires rapportrices de ce processus). Dans le cas du SARS-CoV-2, l’étudiant-e recherchera les résidus d’Nsp3 impliqués dans l’interaction (par mutagénése de la protéine et recherche de mutations empéchant l’interaction Nsp3/G4 ou par pontage des complexes et identification des résidus pontés).
Les mutations identifiées seront ensuite testées pour leur effet sur la réplication de SARS-CoV-2 (étude réalisée en collaboration avec nos équipes partenaires). Ces deux aspects du projet sont complémentaires et les approches expérimentales utilisées seront très similaires (production et purification des protéines étudiées, étude par HTRF, SPR ou spectrométrie de masse des complexes formés entre ces protéines et des G4s, utilisation de ligands de G4 capables de les dissocier). Dans les deux cas, des outils cellulaires seront utilisés pour tester la pertinence biologique des résultats obtenus in vitro.
Pour ce projet, nous recherchons un-e étudiant-e, motivé-e, dynamique, intéressé-e par des approches moléculaires liées à la virologie ainsi que par leurs applications thérapeutiques. Ce projet étant réalisé par un consortium d’équipes de l’Institut Pasteur, de l’école Polytechnique et de l’université de Bordeaux, nous recherchons également un-e étudiant-e souhaitant s’impliquer dans la réalisation d’un projet collaboratif.

References et publications récentes de l’équipe
1. Abiri, A., Lavigne, M., Rezaei, M., Nikzad, S., Zare, P., Mergny, J.L. and Rahimi, H.R. (2021) Unlocking G-Quadruplexes as Antiviral Targets. Pharmacol Rev, 73, 897-923.
2. Lista, M.J., Jousset, A.C., Cheng, M., Saint-Andre, V., Perrot, E., Rodrigues, M., Dufour, E., Di Primo, C., Gadelle, D., Toccafondi, E. et al. (in revision) DNA Topoisomerase 1 represses HIV-1 basal transcription through an interaction with a G-quadruplex present in the viral promoter. Nucleic Acids Res.
3. Lavigne, M., Helynck, O., Rigolet, P., Boudria-Souilah, R., Nowakowski, M., Baron, B., Brule, S., Hoos, S., Raynal, B., Guittat, L. et al. (2021) SARS-CoV-2 Nsp3 unique domain SUD interacts with guanine quadruplexes and G4-ligands inhibit this interaction. Nucleic Acids Res, 49, 7695-7712.

Ce projet s’inscrit-il dans la perspective d’une thèse :
oui possiblement

si oui type de financement prévu : ANRS, Sidaction ou I. Pasteur
Ecole Doctorale de rattachement : BioSPC, département Infectiologie Microbiologie

Intitulé de l’Unité : Inserm UMR-S1134 ; Biologie Intégrée du Globule Rouge

Nom du Responsable de l’Unité : Yves Colin Aronovicz

Nom du Responsable de l’Équipe : Caroline Le Van Kim

Adresse : Broussais, Bâtiment Leriche, 8 rue Maria Helena Vieira Da Silva 75014 Paris