Encapsidation of Host RNAs by Cucumber Necrosis Virus Coat Protein during both Agroinfiltration and Infection

Nous avons analysé les séquences obtenues par séquençage de nouvelle génération des particules pseudovirales (PPV) produites par l’agroinfiltration de la protéine de la capside (PC) du virus de la nécrose du concombre (CNV, pour cucumber necrosis) et de virions CNV authentiques pour voir si les ARN de l’hôte pouvaient être encapsidés par les PC CNV. Nous avons constaté que des PPV contenant de l’ARN de l’hôte étaient produites durant l’agroinfiltration et qu’elles pouvaient représenter jusqu’à 1/60 environ de la quantité de virions CNV pendant l’infection. Les PPV contenaient différents types d’ARN de l’hôte, dont les principaux ARNr de même que des ARNm cytoplasmiques, chloroplastiques et mitochondriaux. Le type d’ARN de l’hôte le plus fréquemment encapsidé dans les PPV était l’ARN chloplastique, ce qui concorde avec le ciblage des chloroplastes par les PC CNV durant l’agroinfiltration. Il est intéressant de noter que la PCR numérique à gouttelettes a montré que l’ARNm des PC CNV exprimé pendant l’agroinfiltration était l’ARNm le plus efficacement encapsidé, laissant supposer que le cadre de lecture ouvert du PC CNV pourrait contenir un ou des sites ayant une grande affinité de liaison avec la PC et qu’il contribuerait ainsi à la spécificité de l’encapsidation de l’ARN par le CNV. Environ 0,09 % à 0,7 % de l’ARN issu des virions CNV authentiques contenait de l’ARN de l’hôte, l’ARN chloroplastique étant le type prédominant. Ces résultats correspondent à ceux que nous avons obtenus précédemment indiquant qu’une faible proportion de CP CNV pénètre dans les chloroplastes durant le processus d’infection et ils font ressortir la possibilité que le ciblage des chloroplastes soit un aspect important de l’infection par le CNV. Étonnamment, 6 à 8 des 10 ARN nucléaires les plus efficacement encapsidés dans les virions CNV correspondaient à des séquences de rétrotransposons ou à des analogues de rétrotransposons. Par conséquent, le CNV pourrait servir de vecteur pour la transmission horizontale de rétrotransposons à de nouveaux hôtes et ainsi influencer de façon importante l’évolution des génomes.

IMPORTANCE. Les virus encapsident principalement leurs propres ARN parce que ceux-ci possèdent des séquences ou des structures précises qui servent de sites de liaison pour la protéine de la capside. Dans ces travaux, nous avons utilisé le séquençage de nouvelle génération pour montrer que le CNV encapside aussi de l’ARN de l’hôte, à raison de 0,1 % environ de l’ARN encapsidé dans les particules de CNV. L’ARN de l’hôte qui est encapsidé comprend surtout de l’ARN chloroplastique, renforçant les observations précédentes selon lesquelles les CP CNV pénètrent les chloroplastes durant l’infection. Étonnamment, l’ARNm cytoplasmique le plus abondamment encapsidé consistait en des séquences d’ARN analogues à celles de rétrotransposons, en ligne avec les observations publiées récemment sur le Nodavirus FHV (flock house virus) [A. Routh, T. Domitrovic et J. E. Johnson, Proc Natl Acad Sci USA 109:1907–1912, 2012). L’encapsidation des séquences de rétrotransposons pourrait contribuer à leur transmission horizontale, si des virions du CNV portant des rétrotransposons infectaient un nouvel hôte végétal naïf. Un tel événement pourrait entraîner des changements génomiques à grande échelle et faciliter la nouveauté évolutive d’un hôte.