Modélisation moléculaire, Prédiction des structures 3D d'ARN, IRES de l'HCV, Données expérimentales, Saxs

L'IRES est une région bien structurée de l'ARNm présente chez certains virus qui se lie directement et spécifiquement au ribosome permettant ainsi aux virus de contrôler la machinerie traductionnelle de leur hôte. En raison de sa grande taille et sa flexibilité, la structure entière de l'IRES du virus de l'Hepatite C Humaine (HCV) en solution, que nous avons étudié comme preuve de concept, n'est pas encore déterminée expérimentalement. Par contre il existe des données de structure à haute résolution obtenues par RMN et diffractions aux rayons X de certains fragments. Des données expérimentales à faible résolution de SAXS sont également disponibles pour certains fragments de l'IRES et pour sa structure entière. Dans un premier temps, une méthode de modélisation moléculaire intégrative a été développée et validée sur trois molécules d'ARN dont les structures à haute résolution étaient connues. Le choix de ces trois molécules a été fait de manière à considérer des motifs structuraux fréquents de l'ARN. Cette méthode consiste à calculer un score entre des courbes d'intensité de diffusion de SAXS « target » et une courbe calculée à la volée pendant une simulation. Il s'agit ensuite de définir à partir de ce score une énergie et une force permettant de guider la modélisation de la conformation vers une/des structure(s) compatible(s) avec les données SAXS. Pour ce faire, un processus itératif de minimisation d'énergie en coordonnées internes avec le biais de SAXS suivi par des courtes simulations de dynamique moléculaire sans biais est appliqué jusqu'à ce que la courbe théorique de la conformation résultante présente le meilleur accord avec la courbe expérimentale. Dans un deuxième temps, trois modèles de l'IRES du HCV entier ont été construits par assemblage de fragments et ont été raffinés en utilisant les données de SAXS disponibles. Ces modèles sont ensuite évalués en fonction de données expérimentales obtenus avec une sonde chimique SHAPE. Des analyses de simulation en mode normaux et coordonnées internes sont effectuées afin de formuler des hypothèses sur la transition de l'IRES de sa forme libre à celle liée au ribosome.