Société Française de Biochimie et Biologie Moléculaire


Veronica Nuccetteli et Makram Mghezzi - article du mois d'avril

Laboratoire de Biologie et Modélisation de la Cellule, ENS de Lyon et IBCP, Lyon
"The SARS-CoV-2 nucleocapsid protein interferes with the full enzymatic activation of UPF1 and its interaction with UPF2" Nucleic Acids Res. 2025 Jan 11;53(2):gkaf010. doi: 10.1093/nar/gkaf010. PMID: 39831305; PMCID: PMC11744187 Nuccetelli V*, Mghezzi-Habellah M*, Deymier S, Roisin A, Gérard-Baraggia F, Rocchi C, Coureux PD, Gouet P, Cimarelli A, Mocquet V, Fiorini F.

*Contribution égale

Cv

Veronica Nuccetelli, 26 ans, est doctorante en première année de biochimie à l'unité de recherche Microbiologie moléculaire et biochimie structurale (MMSB) de Lyon, au sein de l'équipe Rétrovirus et biochimie structurale. Elle a obtenu un master en chimie pharmaceutique à l'Université Sapienza de Rome en juillet 2024, avec mention très bien. Elle a débuté son doctorat en octobre 2024. Entre octobre 2023 et mars 2024, lors de son master 2 à la MMSB, elle a travaillé sur deux projets : la caractérisation biochimique de l'interactionentre l'hélicase/translocase UPF1 – un facteur essentiel de la voie de dégradation de l'ARNm médiée par le non-sens (NMD) – et la protéine de la nucléocapside du SARS-CoV-2, ainsi que l'étude de la protéine humaine SAMD9L. Elle s'est principalement concentrée sur les aspects biochimiques du projet UPF1 et a présenté un poster sur ces travaux lors de la conférence SifrARN en novembre 2024. Sa thèse s'appuie sur ses travaux antérieurs sur SAMD9L, une protéine humaine dont la structure reste inconnue. Cette protéine joue de multiples rôles cellulaires, notamment une fonction clé dans la réponse antivirale au VIH, et est impliquée dans plusieurs maladies génétiques. Cependant, ses mécanismes cellulaires et ses caractéristiques structurales restent largement inexplorés. L'objectif de ses recherches est de résoudre sa structure et d'élucider ses mécanismes d'action.

Makram, 27 ans, a obtenu sa licence et sa première année de master à l'Université Claude Bernard Lyon I. Ses études se sont concentrées sur la génétique et la biologie cellulaire. Durant cette période, il a développé un intérêt croissant pour la biologie de l'ARN et l'ARN viral, ce qui l'a conduit à obtenir un diplôme spécialisé dans ces domaines à l'Université Paris - La Sorbonne. Pendant son doctorat, il s'est concentré sur l'étude des conséquences des infections virales sur l'homéostasie des cellules hôtes. Il a étudié deux virus à ARN, le SARS-CoV-2 et le HTLV-1. Les recherches de Makram ont démontré que la protéine Rex du HTLV-1 interfère avec l'exportation dépendante de CRM1 d'UPF1, un acteur clé de la dégradation de l'ARNm médiée par le non-sens (NMD), une voie antivirale. UPF1 est retenu dans le noyau lors de l'infection, et ce phénotype est corrélé à un défaut d'activation du NMD. Il existe une perturbation de la liaison d'UPF1 à l'ARNm cellulaire. Paradoxalement, UPF1 est également un composant du mRNP viral gag et joue un rôle dans l'orchestration d'une fonction provirale à différents stades du cycle viral. Cette découverte révèle une coordination entre les fonctions antivirales et provirales. Ses recherches ont également montré que le virus SARS-Cov2 inhibe également la NMD. La protéine de la nucléocapside virale séquestre UPF1 et UPF2, perturbant leurs interactions protéine-protéine. De manière inattendue, UPF1 semble avoir une fonction provirale, car elle stimule la réplication virale.

Contact

Veronica Nuccetelli

Adresse: 7 passage du Vercors 69367 Lyon Cedex 07

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Facebook: Veronica Nuccetelli

 

Makram Mghezzi

Adresse: 46 Allée d'Italie, 69367 Lyon Cedex 07

Mail: mCette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

Facebook : Makram Mghezzi-Habellah

Résumé de l'article

The nonsense-mediated mRNA decay (NMD) pathway triggers the degradation of defective mRNAs and governs the expression of mRNAs with specific characteristics. Current understanding indicates that NMD is often significantly suppressed during viral infections to protect the viral genome. In numerous viruses, this inhibition is achieved through direct or indirect interference with the RNA helicase UPF1, thereby promoting viral replication and enhancing pathogenesis. In this study, we employed biochemical, biophysical assays and cellular investigations to explore the interplay between UPF1 and the nucleocapsid (Np) protein of SARS-CoV-2. We evaluated their direct interaction and its impact on inhibiting cellular NMD. Furthermore, we characterized how this interaction affects UPF1's enzymatic function. Our findings demonstrate that Np inhibits the unwinding activity of UPF1 by physically obstructing its access to structured nucleic acid substrates. Additionally, we showed that Np binds directly to UPF2, disrupting the formation of the UPF1/UPF2 complex essential for NMD progression. Intriguingly, our research also uncovered a surprising pro-viral role of UPF1 and an antiviral function of UPF2. These results unveil a novel, multi-faceted mechanism by which SARS-CoV-2 evades the host's defenses and manipulates cellular components. This underscores the potential therapeutic strategy of targeting Np-UPF1/UPF2 interactions to treat COVID-19.