Etude structurale et fonctionnelle du complexe ZEBRA / ADN méthylé

Epstein-Barr virus is a γ-herpesvirus that infects over 95% of the world population. The viral transcription factor ZEBRA is responsible for switching infection from the latent to the lytic phase. ZEBRA, a member of the (bZIP) protein family, activates the promoters of lytic EBV genes by recognizing specific DNA sites called ZEBRA-responsive elements (ZREs). ZEBRA binds preferentially to certain ZREs when these are methylated on CpG motifs, including a key target site (ZRE2) within the promoter of the immediate-early gene BRLF1. This activity is unique to ZEBRA among known transcription factors and is critical for lytic cycle activation, as the EBV genome is highly methylated during latency. We determined the crystal structure of ZEBRA's DNA-binding domain in complex with a methylated ZRE2 site. Structural analysis combined with mutagenesis and binding studies suggest a detailed mechanism by which ZEBRA preferentially recognizes methylated DNA. In parallel, we developed a high throughput assay to identify small molecules that inhibit ZEBRA's DNA-binding activity. This work substantially advances our understanding of ZEBRA-mediated lytic cycle activation and will potentially aid in the development of new therapeutic agents against EBV-associated disease.Le virus Epstein-Barr (EBV) est un γ-Herpesvirus infectant plus de 95 % de la population mondiale. Le facteur de transcription viral ZEBRA est responsable de la transition entre phases latentes et lytiques du virus. ZEBRA est une protéine de la famille des protéines bZIP. Elle active les promoteurs des gènes lytiques de l'EBV en se fixant sur des sites ADN spécifiques appelés sites ZREs. ZEBRA fixe préférentiellement certains sites ZREs lorsqu'ils sont méthylés sur leurs motifs CpG et notamment le site cible ZRE2 du promoteur viral du gène précoce BRLF1. Cette capacité particulière est unique à ZEBRA parmi les autres membres de la famille bZIP et s'avère critique pour l'activation du cycle lytique étant donné que le génome de l'EBV est intensivement methylé durant la phase de latence. Nous avons résolu la structure cristallographique du domaine bZIP de ZEBRA en complexe avec le site ZRE2 méthylé. L'analyse structurale corrélée à une étude de mutagenèse et à la détermination des affinités de ZEBRA pour ses sites ADN cibles, nous permet de proposer une hypothèse quant au mécanisme de fixation préférentielle de l'ADN méthylé par le facteur de transcription ZEBRA. En parallèle, nous avons débuté un criblage à haut débit de composés chimiques pouvant inhiber la fixation à l'ADN de ZEBRA et par conséquent, l'induction du cycle lytique. Ce travail améliore considérablement notre compréhension du mécanisme d'induction du cycle lytique par ZEBRA et aidera potentiellement au développement de nouveaux agents thérapeutiques contre les pathologies associées à l'EBV