Réarrangement génique et létalité : la leçon du virus de la stomatite vésiculaire

Il est incontestable que la possibilite de changer le genotype d'un virus tout en etant capable de predire l'effet de ces changements sur l'expression genique serait un excellent moyen d'etude de la fonction des genes et de la regulation de leur expression. G. Wertz et al. [1] nous montrent comment la translocation d'un gene dont le produit est essentiel pour la replication peut etre utilisee comme methode pour alterer le phenotype viral d'une maniere irreversible. La base de leur travail repose sur le constat que, chez le virus de la stomatite vesiculaire (VSV), dont le genome est constitue d'une seule molecule d'ARN simple brin de polarite negative, les genes proches du promoteur unique de transcription au niveau de l'extremite 3' sont tres fortement transcrits alors que ceux qui sont plus distaux le sont plus faiblement. Chez le VSV, l'ordre des genes est 3'N-P-M-G-L5', les proteines M et G constituent les deux proteines d'enveloppe alors que la nucleoproteine N, la phosphoproteine P et la polymerase L interviennent dans la transcription-replication. Ainsi le gene codant pour la proteine N, proteine dont la stœchiometrie est importante pour la regulation de l'encapsidation des genomes et la replication, est proche de l'extremite 3' alors que le gene codant pour la polymerase L, qui assure une fonction catalytique, est beaucoup plus distal. En tirant parti de la technologie de clones infectieux que son laboratoire possede (Whelan et al. PNAS, 1995 ; 92 : 8388), G. Wertz s'est interrogee sur les consequences du changement de place du gene N sur le genome pour le virus. Pour ce faire, quatre constructions ou le gene codant pour la nucleoproteine occupe soit la premiere position (equivalente a la sequence sauvage), soit la seconde, la troisieme ou bien la quatrieme ont ete obtenues. Ainsi dans ces constructions, l'ordre des genes est respectivement le suivant : 3'N-P-M-G-L5', 3'P-N-M-G-L5', 3'P-M-N-G-L5' et 3'P-M-G-N-L5'. Des virus viables (N1, N2, N3 et N4) ont pu etre isoles a partir de ces quatre molecules. Chez ces virus, l'alteration de la transcription du gene N est fonction de la place que celui-ci occupe sur le genome : ainsi, chez N4, la quantite d'ARNm ne represente plus que 3 % de celle de N1 ; de meme, la quantite de proteine N synthetisee decroit en fonction de la distance du gene N au promoteur de transcription en position 3' du genome. Cela est la premiere demonstration directe que la place d'un gene sur le genome de VSV controle son niveau d'expression. La production virale est tres affectee par ces changements, ainsi par rapport aux 108 UFP/ml de N1, la production de particules infectieuses est reduite d'un facteur 15 pour N2, 50 pour N3 et 20 000 pour N4 ; cependant le contenu proteique des virions produits est identique a celui du virus sauvage. Le pouvoir pathogene de ces virus est aussi affecte dans le modele murin : pour une meme DL50, le virus N4 requiert 3 000 fois plus d'unites infectieuses que le virus N1. Neanmoins cette diminution de la production virale en cellules ainsi que de la letalite en souris n'abolissent pas le pouvoir immunogene et protecteur de ces differents mutants. Bien sur ces resultats tres encourageants vont maintenant devoir etre verifies chez les hotes naturels du VSV ; des essais cliniques sur des bovides et des chevaux devraient bientot etre organises aux Etats-Unis. On aimerait aussi connaitre l'influence de la place sur le genome de genes tel que celui codant pour la proteine P.\rCompte tenu que, chez les mononegavirales, la recombinaison homologue n'a jamais pu etre observee, cette nouvelle approche devrait sans aucun doute constituer une methode sure d'acquisition de nouvelles souches vaccinales. Dans le futur, le monde des virus a ARN negatifs simple brin pourrait en etre bouleverse.1. Wertz GW, Perepelista VP, Ball LA. Gene rearrangement attenuates expression and lethality of a nonsegmented negative strand RNA virus. Proc Nat Acad Sci 1998 ; 95 : 3501-6.