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Les transitions de phase 2D infectent les virus


Des chercheurs du Laboratoire de Physique des Solides, de l’Institut de Chimie des Substances Naturelles et de l’Université François Rabelais ont trouvé une façon de décrire le désassemblage thermique de particules virales comme une transition de phase du premier ordre. En assimilant la capside icosaédrique à un réseau bidimensionnel, les chercheurs ont établi une expression de la température de fusion en fonction des paramètres d’interaction entre les sous-unités. Des expériences par fluorescence sur un virus de plante ont validé cette description théorique.

Le matériel génétique d’un virus est empaqueté dans une capside qui se présente comme une coque protectrice faite de chaînes polypeptidiques. Pour la moitié des virus connus, les polypeptides de la capside sont arrangés en une structure de symétrie icosaédrique qui est stabilisée par un équilibre entre des interactions attractive et répulsive entre les sous-unités polypeptidiques.

Structure cristallographique de la capside du virus de la marbrure chlorotique de la cornille (gauche) et réseau bidimensionnel (droite) utilisé pour reproduire le désassemblage thermique par simulation Monte Carlo.

Des simulations Monte Carlo dans l’ensemble grand canonique et une théorie de champ moyen ont permis aux chercheurs d’obtenir une expression analytique de la température de fusion d’une capside virale en fonction de l’énergie attractive à courte portée entre les sous-unités, de leur charge effective et de la longueur d’écrantage de Debye caractérisant les interactions électrostatiques. Des expériences par fluorescence effectuées sur un virus de plante, le virus de la marbrure chlorotique de la cornille (CCMV en anglais), ont à la fois corroboré le modèle et permis de mesurer les paramètres d’interaction entre les sous-unités, et ce, aussi bien avec des capsides vides qu’avec des capsides contenant de l’ARN génomique. Une connaissance précise des phénomènes de désassemblage et des énergies d’interaction mises en jeu devrait s’avérer essentielle pour le développement d’inhibiteurs de désassemblage à but thérapeutique.

Référence

Two-Dimensional Phase Transition of Viral Capsid Gives Insights into Subunit Interactions
Guillaume Tresset, Jingzhi Chen, Maelenn Chevreuil, Naïma Nhiri, Eric Jacquet, and Yves Lansac
Physical Review Applied 7, 014005 (2017)
doi:10.1103/PhysRevApplied.7.014005

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Guillaume Tresset