Figures
Figure 1
Organisation génomique et transcription de l’ADN du CaMV. Le génome à ADN double brin avec les trois interruptions de séquence de la souche Cabb-B JI est représenté par les deux cercles fins et les ORF (I à VII), par des flèches colorées épaisses. La grande et la petite région intergéniques sont en gris. Les deux transcrits majeurs coiffés et polyadénylés, les ARN 35S et 19S, sont représentés à l’extérieur du cercle.
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Figure 2
Fonctions associées à la protéine P6/TAV du CaMV (A) et cartographie des domaines impliqués dans ces fonctions et dans les interactions avec les partenaires viraux et cellulaires (B).
NES : signal d’export nucléaire. NLS : signal de localisation nucléaire. ARN db : domaine de liaison à l’ARN double brin. ARN sb : domaines de liaison à l’ARN simple brin. Zn : motif en doigt à zinc. MAV : miniTAV , domaine minimal requis pour la transactivation traductionnelle. MBD : multiple binding domain .
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Figure 3
Cycle infectieux du CaMV. 1 : Transmission du virus par le puceron (Myzus persicæ ). 2 : Entrée de l’ADN viral dans le noyau. 3 : Réparation de l’ADN viral et formation du minichromosome. 4 : Transcription de l’ADN par l’ARN polymérase II cellulaire et épissage alternatif. 5 : Export nucléaire de l’ARN 19S qui est traduit en P6/TAV et, de l’ARN 35S et des ARN épissés qui sont exprimés par réinitiation de la traduction grâce à P6/ TAV pour donner naissance à un jeu complet de protéines (P1, P2, P3, P4, P5 et P6/TAV). La protéine P2 s’assemble pour former un viroplasme clair. 6 : Formation des viroplasmes denses et import nucléaire de P6/TAV, nécessaire à sa fonction de suppresseur du RNA silencing . 7 : Réplication du génome viral par rétrotranscription de l’ARN 35S. 8 : Morphogenèse des virions dans les viroplasmes denses. 9 : Mouvement intercellulaire des virions à travers les tubules formés au niveau des plasmodesmes. 10 : Réinfection du noyau par les virions nouvellement formés.
Figure 3
Figure 4
Représentation schématique de l’organisation structurale des ARN 35S et 19S, et des deux stratégies de traduction non-canoniques mises en œuvre pour exprimer l’ARN 35S, le saut du ribosome et la réinitiation de la traduction. La boite A représente le sORF A (3 codons), dont la traduction complète est requise pour qu’il y ait saut du ribosome. La structure secondaire de la région leader renferme les autres sORF (non représentés).
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Figure 5
Réseau d’interactions entre P6/TAV et la machinerie traductionnelle de l’hôte.
Les différents partenaires de P6/TAV et de RISP, au sein du ribosome et de elF3, sont indiqués en rouge et les domaines impliqués dans les interactions sont précisés de part et d’autre des doubles flèches. H : hélice α. MAV : miniTAV . MBD : multiple binding domain . RISP : reinitiation supporting protein . TOR : target of rapamycin . D’après Schepetilnikov et al. [40] , modifiée.
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Modèle hypothétique du mécanisme de la réinitiation de la traduction des ARNm polycistroniques, grâce à la protéine P6/TAV. (A) La protéine kinase TOR activée par P6/TAV se fixe sur le complexe de préinitiation (PIC 43S), vraisemblablement en même temps que elF3 et RISP et ce, avant la jonction de la sous-unité 60S du ribosome. TOR phosphoryle alors ses substrats, RISP et la protéine kinase S6K1. Cette dernière est alors relarguée de la sous-unité 40S. Le mécanisme impliqué dans la phosphorylation de TOR est pour l’instant non élucidé. (B) Au cours de l’élongation, le complexe elF3-P6/TAV-RISP-TOR est transloqué sur la sous-unité 60S puis, (C) avant la terminaison de la traduction de l’ORF, est ramené au niveau de la sous-unité 40S afin de la rendre compétente pour une nouvelle initiation de la traduction.
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Figure 7
Rétrotranscription de l’ARN 35S pré-génomique du CaMV. La synthèse de l’ADN complémentaire – brin (-) –, par la transcriptase inverse, est amorcée suite à la fixation d’un ARNtMet initiateur sur la séquence PBS (primer binding site ) puis complétée, après un saut réplicatif et appariement du strong stop sur la séquence répétée R (en violet) en 3′ de l’ARN 35S. L’activité RNase H de la transcriptase inverse dégrade l’ARN pré-génomique apparié à l’ADN (-), sauf au niveau de régions riches en purines (flèches bleues) qui serviront d’amorces pour la synthèse du brin (+). La circularisation des deux brins de l’ADN se fait suite à l’appariement de la séquence PBS à son complémentaire. Elle génère l’interruption de séquence Δ1 tandis que les interruptions Δ2 et Δ3 sont dues à la synthèse discontinue du brin (+).
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Figure 8
Symptômes exprimés par des plants de navet infectés par le CaMV. A et B : Nanisme de la plante et des feuilles infectées, en comparaison avec la plante saine. C : Mosaïque, gaufrage et éclaircissement des nervures d’une feuille infectée par la souche virulente de CaMV, Cabb B-JI. D : Mosaïque douce chez une feuille infectée par une souche peu virulente de CaMV, Cabb-S.
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Figure 9
RNA silencing et contre-défense du CaMV. L’ARN 35S, transcrit à partir du minichromosome viral, est clivé, principalement au niveau de sa région leader, par les quatre enzymes DCL d’A. thaliana et plus particulièrement, par DCL3 et DCL4. Le CaMV s’y oppose par la protéine P6/TAV, son suppresseur de RNA silencing , qui interagit avec le co-facteur de DCL4, DRB4. L’ARN viral 8S, produit à partir de l’ADN viral sous sa formé relâchée, est converti en un ARN double brin qui agirait comme appât pour les quatre DCL (seuls sont représentés DCL3 et DCL4). Le clivage de l’ARN 8S double brin par les enzymes DCL génère de grandes quantités de siRNA qui serviraient de leurres pour les complexes RISC. TGS : transcriptional gene silencing . PTGS : post-transcriptional gene silencing . RISC : RNA-induced silencing complex . nt : nucléotides.
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Authors
Institut de biologie moléculaire des plantes du CNRS, Université de Strasbourg, 12 rue du Général Zimmer, 67084 Strasbourg cedex, France
As a pararetrovirus and because of the non-canonical translation of its polycistronic pregenomic 35S RNA, Cauliflower mosaic virus (CaMV) is an original model system that has been extensively studied. Recent advances have improved our understanding of CaMV aphid transmission, cell-to-cell movement, protein expression and virus counter-defense strategy against host plant defense. Since P6/TAV is involved in many aspects of viral pathogenesis as well as in some replication steps, it is considered as the key player of CaMV infectious cycle. This paper reviews our current knowledge on CaMV multiplication and pathogenesis, with special emphasis on steps in which P6/TAV has a major role.