Quand une structure particulière de l’ARN du VIH-1 conduit à un décalage de phase : perspectives pour le traitement de l’infection par le VIH

The structure of the frameshift stimulatory signal in HIV-1 RNA: a potential target for the treatment of patients infected with HIV

Département de Biochimie, Université de Montréal, 2900, boulevard Édouard-Montpetit, Montréal (Québec) H3T 1J4, Canada

^* lea.brakier.gingras@umontreal.ca

Résumé

La traduction est le processus permettant la synthèse des protéines lors de la lecture par les ribosomes de l’information contenue dans les ARN messagers. Le changement du cadre de lecture en -1 ou décalage de phase en -1 est une anomalie de la traduction qui est utilisée par le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 pour synthétiser ses enzymes lors de la traduction de l’un de ses ARN messagers. Le signal stimulateur, une structure particulière dans cet ARN, contrôle l’incidence de cette anomalie ; quant à cette structure, elle vient d’être élucidée par des études de résonance magnétique nucléaire. Ce signal stimulateur est une tige-boucle irrégulière où une boucle interne faite de purines sépare la tige en deux portions hélicoïdales. Ce signal pourrait favoriser le décalage de phase en interagissant spécifiquement avec le ribosome ou bien avec un facteur protéique hypothétique. La caractérisation de la structure du signal stimulateur définit une nouvelle cible permettant la conception rationnelle de molécules qui, en se liant à cette cible, pourraient perturber le décalage de phase et, en conséquence, bloquer la réplication virale.

Abstract

Ribosomal frameshift is used by HIV-1 to synthesize the precursor of its enzymes. The frameshift stimulator is a peculiar structure in the viral messenger RNA coding for this precursor, which increases the probability that this frameshift occurs. It was proposed to be either a triplex structure or an irregular stem-loop. Recently, two NMR groups independently showed that the frameshift stimulatory signal of HIV-1 is an extended stem-loop, with an internal three-purine bulge separating two helical regions. However, it remains unclear how such a structure promotes frameshifting. It is proposed that frameshifting results from a specific interaction between the stimulatory signal and either a hypothetical protein factor or the ribosome. The characterization of the structure of the frameshift stimulatory signal paves the way to the rational design of novel antiviral drugs, which, by binding to this signal, could interfere with frameshifting and viral replication.