CORONAVIRUS

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Biologie moléculaire des coronavirus

Le matériel génétique des coronavirus est constitué d’un ARN (acide ribonucléique) de polarité positive (donc traduisible en protéines immédiatement, comme un ARN messager), d’assez grande taille, autour de 30 kilobases. Cet ARN est attaché à des protéines et l’ensemble forme une nucléocapside. Le virus est enveloppé par une membrane issue d’une membrane intracellulaire.

La comparaison des séquences nucléotidiques de multiples coronavirus isolés de manière indépendante chez divers sujets de diverses espèces montre que l’organisation de leurs gènes est fortement conservée, ainsi que les particularités de la traduction de leur ARN en protéines. L’alignement des séquences permet d’établir les relations phylogénétiques entre les souches, et ainsi de remonter à des origines très probables, comme des virus de chauves-souris, et à des épisodes de franchissement de barrière d’espèce.

Le cycle de réplication d’un coronavirus est important à connaître, car les particularités qu’il présente permettent d’envisager des cibles thérapeutiques spécifiques. Il débute par la pénétration de l’ARN dans la cellule. Le virus se fixe à un récepteur membranaire qui, selon le cas, est une métalloprotéase, de l’acide neuraminique (cofacteur assez répandu en virologie, cible des neuraminidases) ou l’enzyme de conversion de l’angiotensine II (récepteur ACE2) dans le cas des virus SARS-CoV-1 et 2. Le SARS-CoV-2 possède en outre un corécepteur, la neuropiline-1, qui contribue peut-être à la capacité pandémique et à un neurotropisme que ne possède pas SARS-CoV-1. L’ARN est alors internalisé par un processus encore mal connu et immédiatement traduit en protéines virales. La première d’entre elles, la réplicase, multiplie l’ARN génomique du virus. Les autres protéines codées par l’ARN viral sont synthétisées et s’accumulent dans le cytoplasme de la cellule hôte. La nucléocapside (ARN génomique associé à certaines protéines) s’assemble dans le cytoplasme puis traverse la membrane du réticulum endoplasmique, y acquiert une membrane empruntée à ce dernier et diverses protéines, dont les spicules caractéristiques de la couronne, qui y ont été synthétisées. La particule virale ainsi complètement formée est transportée dans une vésicule sécrétoire, pour être sécrétée hors de la cellule.

Au cours des cycles de multiplication, le génome viral peut évoluer par mutation. Si ces variations génétiques sont certainement responsables du franchissement de la barrière d’espèce par le virus, elles déterminent aussi leur capacité à déclencher des troubles pathologiques plus ou moins marqués chez l’hôte. Ainsi, le taux de mortalité est de 34 % pour le MERS contre pratiquement zéro pour d’autres qui ne provoquent qu’un simple rhume. Cette famille de virus mute relativement peu par rapport à d’autres virus à ARN (comme le VIH). Il n’en reste pas moins que plusieurs variants du SARS-CoV-2 affectant la protéine Spike sont inquiétants par leur capacité de contamination accrue (variant beta [anglais] et surtout delta [indien] qui est devenu majoritaire en France en quelques mois au cours de 2021), et par la diminution de l’efficacité de la réponse vaccinale. On peut s’attendre à l’émergence d’autres variants dotés de propriétés nouvelles, en fonction desquelles l’adaptabilité des vaccins deviendrait un critère de choix majeur.

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Écrit par :

  • : chercheur en histoire des sciences, université Paris-VII-Denis-Diderot, ancien chef de service à l'Institut Pasteur

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Pour citer l’article

Gabriel GACHELIN, « CORONAVIRUS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 03 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/coronavirus/