La capside du Grapevine Fanleaf Virus : une plateforme biologique unique

Résumé

Les Virus-like particles (VLPs) sont des structures simples et robustes, constituées par de multiples copies d’une ou plusieurs protéines structurales d’origine virale qui s’auto-assemblent pour former des pseudo-particules virales. L’expression transitoire de la seule protéine de capside (CP) du Grapevine fanleaf virus (GFLV), un nepovirus infectant la vigne, aboutit à la production de Virus-like particle (VLP). Les extrémités N- et C-terminales de la CP peuvent être modifiées à façon permettant la formation de VLP exposant et/ou encapsidant des protéines d’intérêt faisant ainsi de la capside du GFLV une plateforme biotechnologique unique.

Contexte et enjeux

La surface et la cavité interne des VLP peuvent être modifiées pour les transformer en plateforme d’intérêt biotechnologique. Si la surface des VLP est aisément modifiable chimiquement ou génétiquement, l’encapsulation de molécules est souvent techniquement difficile et limitée à des petites molécules ou peptides. De plus, exposition et encapsidation simultanées sont possibles mais restent rares.

La particule virale du GFLV de symétrie icosaédrique est composée de 60 sous-unités  identiques. L’analyse de la structure atomique de la particule virale montre que les 2 extrémités de la CP sont libres et peuvent potentiellement accepter des modifications.

Résultats

L’expression transitoire de la CP du GFLV dans des feuilles de N. benthamiana permet de produire efficacement des VLP ne contenant pas d’acides nucléiques. De manière remarquable, la CP peut être modifiée par fusion traductionnelle en son extrémité N- ou C-terminale avec une protéine d’intérêt (jusqu’à 27Kda) sans perdre sa capacité à former des VLP. La fusion à l’extrémité N-terminale de la CP aboutit à l’encapsidation de la protéine dans la VLP alors que la fusion à l’extrémité C expose la protéine à la surface de la VLP. Il est également possible de produire des VLP encapsidant et exposant simultanément deux protéines différentes. À notre connaissance, aucune autre protéine virale décrite comme capable de s’auto-assembler en pseudo-particules ne dispose simultanément de toutes ces propriétés.

Perspectives

La production de ces VLP hybrides présente un intérêt biotechnologique avec des applications possibles en vaccinologie et en thérapeutique. Fusionnées à des étiquettes fluorescentes, de telles VLP hybrides constituent des outils intéressants pour comprendre la biologie du GFLV.

Valorisation

Belval, L., Hemmer, C., Sauter, C., Reinbold, C., Fauny, J-D., Berthold, F., Ackerer, L., Schmitt-Keichinger, C., Lemaire, O., Demangeat, G. and Ritzenthaler, C. (2016) Display of whole proteins on inner and outer surfaces of grapevine fanleaf virus-like particles. Plant Biotechnol. J., doi: 10.1111/pbi.12582 

Brevet : PCT B2092EP00 –Demande de brevet européen : 15 306396.1