Un chercheur de l’Université d’Aston a créé la toute première reconstruction informatique d’un virus, y compris son génome natif complet.
Bien que d’autres chercheurs aient créé des reconstructions similaires, c’est la première à reproduire la structure chimique et 3D exacte d’un virus vivant.
Cette percée pourrait ouvrir la voie à la recherche d’une alternative aux antibiotiques, réduisant la menace de résistance antibactérienne.
La recherche, « Reconstruction et validation d’un modèle de virus entier avec un génome complet à partir d’une densité cryo-EM à résolution mixte », par le Dr Dmitry Nerukh, du Département de mathématiques du Collège d’ingénierie et de sciences physiques de l’Université d’Aston, est publiée dans la revue Discussions de Faraday.
La recherche a été menée à l’aide de données existantes sur les structures virales mesurées par cryo-microscopie électronique (cryo-EM) et d’une modélisation informatique qui a duré près de trois ans malgré l’utilisation de superordinateurs au Royaume-Uni et au Japon.
Cette percée ouvrira la voie aux biologistes pour étudier les processus biologiques qui ne peuvent actuellement pas être pleinement examinés car le génome est absent du modèle viral.
Cela inclut de découvrir comment un bactériophage, qui est un type de virus qui infecte les bactéries, tue une bactérie pathogène spécifique.
Pour le moment, on ne sait pas comment cela se produit, mais cette nouvelle méthode de création de modèles plus précis ouvrira de nouvelles recherches sur l’utilisation de bactériophages pour tuer des bactéries potentiellement mortelles spécifiques.
Cela pourrait conduire à un traitement plus ciblé des maladies qui sont actuellement traitées par des antibiotiques, et donc aider à lutter contre la menace croissante que représente pour l’homme la résistance aux antibiotiques.
Le Dr Nerukh a déclaré: « Jusqu’à présent, personne d’autre n’avait été capable de construire un modèle de génome natif d’un virus entier à un niveau aussi détaillé (atomique). »
« La capacité d’étudier plus clairement le génome d’un virus est extrêmement importante. Sans le génome, il a été impossible de savoir exactement comment un bactériophage infecte une bactérie. »
« Ce développement permettra désormais d’aider les virologues à répondre à des questions auxquelles ils ne pouvaient pas répondre auparavant. »
« Cela pourrait conduire à des traitements ciblés pour tuer les bactéries dangereuses pour l’homme et réduire le problème mondial des bactéries résistantes aux antibiotiques qui deviennent de plus en plus graves avec le temps. »
L’approche de l’équipe en matière de modélisation a de nombreuses autres applications potentielles. L’un d’eux consiste à créer des reconstructions informatiques pour aider la cryo-microscopie électronique, une technique utilisée pour examiner les formes de vie refroidies à une température extrême.
Plus d’information:
Vladimir S. Farafonov et al, Reconstruction et validation d’un modèle de virus entier avec un génome complet à partir d’une densité cryo-EM à résolution mixte, Discussions de Faraday (2022). DOI : 10.1039/D2FD00053A