Betacoronavirus pandemicum
Ne doit pas être confondu avecSARS-CoV ouSARS-CoV-2.
| Règne | Orthornavirae |
|---|---|
| Embranchement | Pisuviricota |
| Classe | Pisoniviricetes |
| Ordre | Nidovirales |
| Famille | Coronaviridae |
| Sous-famille | Orthocoronavirinae |
| Genre | Betacoronavirus |
| Sous-genre | Sarbecovirus |
formes de rang inférieur
(…)
Betacoronavirus pandemicum, anciennement appeléSARSr-CoV (acronyme anglais desevere acute respiratory syndrome-related coronavirus)[note 1], est le nom scientifique officiel de l'espèce[note 2] decoronavirus liés au syndrome respiratoire aigu sévère (soit égalementSL-CoV, pourSARS-like coronavirus). Ce sont, par exemple, levirus duSRAS de 2003 oucelui de laCovid-19. Les différentes formes de cescoronavirus infectent les humains, leschauves-souris et d'autresmammifères[3]. Il s'agit d'unvirus à ARN simple brin de sens positifenveloppé qui pénètre dans sa cellule hôte en se liant au récepteurACE2[4]. Il est membre du genreBetacoronavirus et du sous-genreSarbecovirus[5],[6], différent de celui ducoronavirus causant leMERS.
Deux souches de SARSr-CoV ont provoqué des flambées demaladies respiratoires graves chez l'humain : leSARS-CoV, qui a provoquéune flambée desyndrome respiratoire aigu sévère (SRAS) entre 2002 et 2003, et leSARS-CoV-2, qui depuis fin 2019 a provoquéune pandémie demaladie à coronavirus 2019 (COVID-19)[7],[8]. Il existe des centaines d'autres souches de SARSr-CoV, qui sont connues pour n'infecter que des espèces non humaines : leschauves-souris sont un réservoir majeur de nombreuses souches de SARSr-CoV, et plusieurs souches ont été identifiées dans lescivettes de palmier, qui étaient les ancêtres probables du SARS-CoV[9].
Le SARSr-CoV était l'une des nombreuses espèces virales identifiées par l'Organisation mondiale de la santé (OMS) en 2016 comme une cause probable d'une future épidémie dans un nouveau plan élaboré après l'épidémie d'Ebola pour la recherche et le développement urgents detests de dépistage,vaccins etmédicaments. La prédiction s'est réalisée avec lapandémie de Covid-19[10],[11].
L'espèce viraleSevere acute respiratory syndrome-related coronavirus est membre du genreBetacoronavirus et du sous-genreSarbecovirus (sous-groupe B)[12] dans la familleCoronaviridae et la sous-familleOrthocoronavirinae. Les sarbecovirus, contrairement auxembécovirus ou auxalphacoronavirus, n'ont qu'une seuleprotéinase de typepapaïne (PLpro) au lieu de deux dans lecadre de lecture ouvert ORF1[13]. SARSr-CoV a été déterminée comme une séparation précoce des bétacoronavirus sur la base d'un ensemble de domaines conservés qu'il partage avec le groupe[14],[15].
Leschauves-souris constituent le principal hôte réservoir du SARSr-CoV. Le virus a co-évolué dans le réservoir hôte des chauves-souris sur une longue période de temps[16]. Ce n'est que récemment que des souches de SARSr-CoV ont évolué et sont passées aux humains, comme dans le cas des souchesSARS-CoV etSARS-CoV-2[17],[4]. Ces deux souches issues d'un seul ancêtre ont effectué leur passage aux humains séparément : SARS-CoV-2 n'est pas un descendant direct de SARS-CoV[7].
L'arbre phylogénétique des souches de coronavirus de l'espèceSARSr-CoV est le suivant :
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SARSr-CoV est unvirus à ARNsimple brin enveloppé, de polarité positive. Son génome est d'environ 30kb, l'un des plus grands parmi les virus à ARN. Il a 14cadres ouverts de lecture (ORF) dont certains se chevauchent[30]. Le génome a unecoiffe à sonextrémité 5' et unequeue polyadénylée à son extrémité 3'[31]. Il y a 265 nucléotides dans le5'UTR et 342 nucléotides dans le3'UTR.
La coiffe et la queue polyadénylée permettent au génome d'ARN d'être directementtraduit par leribosome de la cellule hôte[32]. SARSr-CoV est similaire à d'autres coronavirus en ce que son expression génomique commence par la traduction par les ribosomes de la cellule hôte de ses deux grands ORF, 1a et 1b, qui produisent tous deux despolyprotéines[30].
| Fonction du SARS-CoV protéines du génome (orf1a à orf9b) | |
|---|---|
| Protéine | Fonction[33],[34],[35] |
| orf1a, orf1b | Polyprotéine réplicase / transcriptase (pp1ab) (protéines non structurales) |
| orf2 | Protéine Spike (S), liaison et entrée du virus (protéine structurale) |
| orf3a | Interagit avec les protéines structurales S, E, M ; Activité ducanal ionique ; Régule àla hausse lescytokines et leschimiokines telles queIL-8 et RANTES ; Régule à la hausseNF-κB et JNK ; Induit l'apoptose et l'arrêt ducycle cellulaire, viaCaspase 8 et-9, et parBax,p53 et p38 (MAP kinase) |
| orf3b | Régule àla hausse lescytokines et leschimiokines parRUNX1b ; Bloque la production et la signalisation d'Interféron de type I ; Induit l'apoptose et l'arrêt du cycle cellulaire ; |
| orf4 | Protéine d'enveloppe (E), assemblage de virus et bourgeonnement (protéine structurale) |
| orf5 | Protéine membranaire (M), assemblage de virus et bourgeonnement (protéine structurale) |
| orf6 | Améliore la synthèse de l'ADN cellulaire; Inhibe la production et la signalisation de l'interféron de type I |
| orf7a | Inhibe la synthèse des protéines cellulaires; Induit une réponse inflammatoire par leNF-kappaB et lepromoteur IL-8 ; Augmente les chimiokines telles que IL-8 et RANTES; Régule à la hausse JNK, p38 MAP kinase; Induit l'apoptose et l'arrêt du cycle cellulaire |
| orf7b | Inconnue |
| orf8a | Induit l'apoptose par la voie desmitochondries |
| orf8b | Améliore la synthèse de l'ADN cellulaire |
| orf9a | Protéine de nucléocapside (N), emballage d'ARN viral (protéine structurale) |
| orf9b | Induit l'apoptose |
Les fonctions de plusieurs des protéines virales sont connues[36]. Les ORF 1a et 1b codent la réplicase/transcriptase et les ORF 2, 4, 5 et 9a codent, respectivement, les quatre principales protéines structurales :spike, enveloppe, membrane etnucléocapside[37]. Les derniers ORF codent également huit protéines uniques (orf3a à orf9b), connues sous le nom de protéines accessoires, sans homologues connus. Les différentes fonctions des protéines accessoires ne sont pas bien comprises.
La morphologie du SARSr-CoV est caractéristique des coronavirus dans son ensemble. Lesvirions sont de grosses particules sphériquespléomorphes avec des projections de surface bulbeuses, lespéplomères, qui forment une couronne autour des particules sur des micrographies électroniques[38]. Cette apparence en couronne a donné leur nom aux coronavirus. La taille des particules virales se situe entre 80 et 90 nm.
L'enveloppe virale est constituée d'unebicouche lipidique où les protéines de la membrane (M), de l'enveloppe (E) eten pointe (S,Spike) sont ancrées[39]. La protéine S est aussi appelée péplomère ou protéine spiculaire. L'interaction de la protéine S avec lerécepteur cellulaire est centrale pour déterminer letropisme tissulaire, l'infectiosité et lagamme d'espèces du virus[40],[41] ; il constitue donc une clé importante de l'adaptation à l'espèce humaine.
À l'intérieur de l'enveloppe, il y a lanucléocapside, qui est formée de plusieurs copies de la protéine N, liées au génome ARN dans une conformation de type « billes sur une chaîne » continue[42],[43]. L'enveloppebicouche lipidique, les protéines membranaires et la nucléocapside protègent le virus lorsqu'il est à l'extérieur de l'hôte[44]. Ces protections sont sensibles auxdétergents, ausavon et à l'alcool.
SARSr-CoV suit la stratégie de réplication typique de tous les coronavirus[31],[45],[46],[47],[48].
La fixation du virion de SARSr-CoV à la cellule hôte est déterminée par laprotéine S et son récepteur[49]. Le domaine de liaison au récepteur de la protéine S (Receptor-Binding Domain, RBD) reconnaît et se fixe au récepteur de l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2)[4]. Après l'attachement, le virus peut pénétrer dans la cellule hôte par deux chemins différents, selon laprotéase hôte disponible pour cliver et activer laprotéineSpike attachée au récepteur[50].
La première voie que le virus peut emprunter pour pénétrer dans la cellule hôte est l'endocytose et l'absorption dans unendosome. La protéine S attachée au récepteur est ensuite activée par lacathepsine L,protéase à cystéine dépendante dupotentiel hydrogène de l'hôte. L'activation de la protéine S attachée au récepteur provoque unchangement de conformation et la fusion de l'enveloppe virale avec la paroi endosomale[50].
Alternativement, le virus peut pénétrer directement dans la cellule hôte par clivageprotéolytique de la protéine S attachée au récepteur par lesprotéases à sérine de l'hôteTMPRSS2 ouTMPRSS11D[51],[52].
Après la fusion, la nucléocapside passe dans lecytoplasme, où le génome viral est libéré[49]. Le génome agit comme unARN messager, dont le ribosome traduit les deux tiers correspondant au cadre de lecture ouvert ORF1a/ORF1b, en deux grandes polyprotéines qui se chevauchent, pp1a et pp1ab.
La plus grande polyprotéine, pp1ab, est le résultat d'un décalage de phase de lecture de -1 provoqué par uneséquence glissante (UUUAAAC) et unpseudonoeud d'ARN en aval du cadre de lecture ouvert ORF1a[53]. Le décalage de phase de lecture permet la traduction continue de ORF1a suivie par ORF1b[54].
Les polyprotéines contiennent leurs propresprotéases,PLpro et3CLpro, qui clivent les polyprotéines en différents sites spécifiques. Le clivage de la polyprotéine pp1ab donne 16 protéines non structurales (nsp1 à nsp16). Ces protéines comprennent diverses protéines de réplication telles que l'ARN polymérase ARN dépendante (RdRp), l'ARN hélicase et l'exoribonucléase (ExoN)[54],[47].
Un certain nombre de protéines de réplication non structurales fusionnent pour former un complexe multi-protéique réplicase-transcriptase (Replicase-Transcriptase Complex, RTC)[54]. La principale protéine réplicase-transcriptase est l'ARN polymérase ARN dépendante (RdRp). Il est directement impliqué dans laréplication et latranscription de l'ARN à partir d'un brin d'ARN. Les autres protéines non structurales du complexe aident au processus de réplication et de transcription[55].
La protéine nsp14 est uneexoribonucléase 3'-5' qui offre une fidélité supplémentaire au processus de réplication. L'exoribonucléase fournit une fonction derelecture au complexe qui manque à la RdRp. De même, les protéines nsp7 et nsp8 forment une « pince coulissante » ARN hexadécamérique faisant partie du complexe, ce qui augmente considérablement laprocessivité de la RdRp[55]. Les coronavirus nécessitent une fidélité et une processivité accrues pendant la synthèse d'ARN en raison de la grande taille de leur génome par rapport aux autres virus à ARN[56].
L'une des principales fonctions du complexe RTC est de transcrire le génome viral. La RdRp intervient directement dans lasynthèse des molécules d'ARN subgénomique de sens négatif à partir de l'ARN génomique de sens positif. Ceci est suivi par la transcription de ces molécules d'ARN subgénomique de sens négatif en leursARNm de sens positif correspondants[57].
L'autre fonction importante du complexe RTC est de répliquer le génome viral. La RdRp intervient directement dans lasynthèse de l'ARN génomique de sens négatif à partir de l'ARN génomique de sens positif. Ceci est suivi par la réplication de l'ARN génomique de sens positif à partir de l'ARN génomique de sens négatif[57].
L'ARN génomique de sens positif répliqué devient le génome des virus de la descendance. Les différents petits ARNm sont des transcrits du dernier tiers du génome, qui suit les cadres de lecture ORF1a et ORF1b. Ces ARNm sont traduits dans les quatre protéines structurales (S, E, M et N) qui feront partie des virions de la descendance et également huit autres protéines accessoires (orf3 à orf9b)[58].
Latraduction de l'ARN se produit à l'intérieur duréticulum endoplasmique. Les protéines structurales virales S, E et M se déplacent le long de la voie de sécrétion dans le compartiment intermédiaire deGolgi. Là, les protéines M dirigent la plupart des interactions protéine-protéine nécessaires à l'assemblage des virus après sa liaison à la nucléocapside[59].
Les virions sont libérés de la cellule hôte parexocytose à travers des vésicules sécrétoires[59].
« Most notably, horseshoe bats were found to be the reservoir of SARS-like CoVs, while palm civet cats are considered to be the intermediate host for SARS-CoVs [43,44,45]. »
« Figure 2. Phylogenetic analysis of RNA-dependent RNA polymerases (Pol) of coronaviruses with complete genome sequences available. The tree was constructed by the neighbor-joining method and rooted using Breda virus polyprotein. »
« See Figure 1. »
« See Figure 1. »
« Furthermore, subsequent phylogenetic analysis using both complete genome sequence and proteomic approaches, it was concluded that SARSr-CoV is probably an early split-off from the Betacoronavirus lineage [1]; See Figure 2. »
« Betacoronaviruses-b ancestors, meaning SARSr-CoVs ancestors, could have been historically hosted by the common ancestor of the Rhinolophidae and Hipposideridae and could have later evolved independently in the lineages leading towards Rhinolophidae and Hipposideridae betacoronaviruses. »
« The SARS-CoV genome is ∼29.7 kb long and contains 14 open reading frames (ORFs) flanked by 5′ and 3′-untranslated regions of 265 and 342 nucleotides, respectively (Figure 1). »
« See Table 1. »
« See Table 1. »
« See Figure 1. »
« Virions acquired an envelope by budding into the cisternae and formed mostly spherical, sometimes pleomorphic, particles that averaged 78 nm in diameter (Figure 1A) »
« Nevertheless, the interaction between S protein and receptor remains the principal, if not sole, determinant of coronavirus host species range and tissue tropism. »
« Different SARS-CoV strains isolated from several hosts vary in their binding affinities for human ACE2 and consequently in their infectivity of human cells76,78 (Fig. 6b) »
« See section: Virion Structure. »
« See Figure 4c. »
« See Figure 10. »
« See section: Coronavirus Life Cycle – Attachment and Entry »
« See Figure 2 »
« The SARS-CoV can hijack two cellular proteolytic systems to ensure the adequate processing of its S protein. Cleavage of SARS-S can be facilitated by cathepsin L, a pH-dependent endo-/lysosomal host cell protease, upon uptake of virions into target cell endosomes (25). Alternatively, the type II transmembrane serine proteases (TTSPs) TMPRSS2 and HAT can activate SARS-S, presumably by cleavage of SARS-S at or close to the cell surface, and activation of SARS-S by TMPRSS2 allows for cathepsin L-independent cellular entry (26,–28). »
« S is activated and cleaved into the S1 and S2 subunits by other host proteases, such as transmembrane protease serine 2 (TMPRSS2) and TMPRSS11D, which enables cell surface non-endosomal virus entry at the plasma membrane. »
« See Figure 8. »
« See section: Replicase Protein Expression »
« See Table 2. »
« Finally, these results, combined with those from previous work (33, 44), suggest that CoVs encode at least three proteins involved in fidelity (nsp12-RdRp, nsp14-ExoN, and nsp10), supporting the assembly of a multiprotein replicase-fidelity complex, as described previously (38) »
« See section: Corona Life Cycle – Replication and Transcription »
« See Figure 1. »
« See section: Coronavirus Life Cycle – Assembly and Release »
Coronaviridae (famille descoronavirus) | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Ordre :Nidovirales | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Alphaletovirus (en) |
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| Alphacoronavirus |
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| Betacoronavirus |
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| Deltacoronavirus |
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| Gammacoronavirus |
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| Alphapironavirus |
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| Cette palette utilise laclassification de l'ICTV :version 2023 | |||||||||||||||||||||||||||||||
