Caractérisation de l’activité d’une enzyme et de ses inhibiteurs impliqués dans la réplication du SARS-CoV-2 par étude sur la molécule individuelle

L’hélicase Nsp13 est le moteur moléculaire de déroulement de l’ARN du SARS-CoV-2 et elle est essentielle à sa réplication.
Bien qu’elle soit l’une des protéines les mieux conservées de la famille des coronovirus (100% de similitude de la séquence de l’hélicase entre le SARS-CoV-1, le SARS-CoV-2 et le Mers-CoV), ses propriétés fonctionnelles restent encore mal comprises, la raison principale étant que les expériences vrac standard offrent une mauvaise caractérisation de ce type de moteurs moléculaires de déroulement de l’ADN/ARN.

En effet, lorsqu’une hélicase se transloque sur un acide nucléique duplex (ADN), le duplex peut se replier derrière l’hélicase, empêchant ainsi l’observation de la dynamique de l’enzyme avec les gels d’électrophorèse standard. De telles méthodes ne permettent d’observer l’action de l’enzyme que sur des substrats très petits (environ 20 pb) qui ne peuvent pas se replier après le passage de l’enzyme, et ne décrivent donc pas avec précision la dynamique du moteur (processivité, vitesse, pauses induites par la séquence, changement de brin …). De plus, leurs conclusions sont souvent ambiguës car la déshybridation observée et quantifiée des duplex courts peut se produire spontanément pendant la liaison de l’hélicase par la fusion de quelques bases, et n’est donc pas un indicateur complètement fiable de l’activité de déroulement.

En nous appuyant sur la forte expertise de notre consortium dans le domaine des études d’hélicase monomoléculaire (et en particulier sur l’Upf1, une hélicase humaine structurellement très similaire à la Nsp13), nous souhaitons fournir à la communauté travaillant sur le virus une caractérisation fonctionnelle précise de l’enzyme.

En décrivant les propriétés fonctionnelles de l’hélicase du virus, qui ne peuvent être observées qu’à travers des mesures sur la molécule unique, ce projet vise donc à :
– dévoiler rapidement un élément mal connu du protéome du virus, essentiel à la dissémination du virus.
– valider ~10 voies thérapeutiques potentielles ciblant l’hélicase.