​Afin de lutter contre une attaque virale, les cellules infectées procèdent souvent à l’ajout de chaînes de poly-ubiquitine sur quelques protéines virales afin de les envoyer vers le protéasome où elles seront dégradées. Certains virus ont développé des désubiquitinases (DUB), soit pour contrecarrer les mécanismes antiviraux, soit pour favoriser leur réplication. Les cibles des DUB virales peuvent être des protéines cellulaires. Dans ce cas, il s’agit pour le virus de diminuer la production de diverses molécules antivirales telles que les interférons ou les cytokines et d'échapper aux réponses immunitaires de l'hôte. Les cibles peuvent aussi être des protéines virales, d’une part pour « simplement » les sauver de la dégradation et d’autre part, parce que, dans certains cas, un contrôle fin de leur niveau d’expression est nécessaire pour que le virus maintienne une réplication efficace. C’est le cas du virus de la mosaïque jaune du navet (Turnip yellow mosaic virus - TYMV) dont l’ARN polymérase ARN dépendante (RdRp) est successivement poly-ubiquitinylée par les cellules de plante infectées puis désubiquitinylée par la DUB codée par le virus lui-même.

Dans un article paru dans le Journal of Biological Chemistry, des chercheurs de l’I2BC (Département B3S, Université Paris-Saclay, CEA, CNRS), en collaboration avec l’Institut Jacques Monod et la Harvard Medical School, ont résolu la structure cristalline d’un complexe formé entre la DUB du TYMV et une molécule d’ubiquitine (résolution à 3.7 Å). Complétée par des simulations de dynamique moléculaire, cette structure présente des caractéristiques inhabituelles, notamment des surfaces polaires de la DUB du TYMV en contact avec des surfaces hydrophobes de l'ubiquitine. Des mutants ponctuels ont une activité DUB étonnamment accrue, montrant que les surfaces d’interaction impliquées dans le complexe DUB-ubiquitine sont sous-optimales.

L’ensemble des résultats indique que la faible activité DUB du TYMV serait un compromis évolutif permettant d’ajuster parfaitement le niveau d’expression de RdRp et donc la quantité de génome viral répliqué. Ce phénomène semble pouvoir être extrapolé à d'autres virus, notamment les coronavirus, qui utilisent aussi la désubiquitinylation pour contrôler l’expression des protéines nécessaires à la réplication de leur génome.

Contact chercheur : Sonia Fieulaine