1. Structural basis of nanobody recognition of grapevine fanleaf virus and of virus resistance loss
- Author
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Olivier Lemaire, Christophe Ritzenthaler, Aurélie Marmonier, Sophie Gersch, Bruno P. Klaholz, Léa Ackerer, Corinne Schmitt-Keichinger, Vianney Poignavent, Kamal Hleibieh, Lorène Belval, Serge Muyldermans, Véronique Komar, Caroline Hemmer, Patrick Bron, Ahmed Ghannam, Claude Sauter, Igor Orlov, Pascale Schellenberger, Jean-Michel Hily, Gérard Demangeat, Bernard Lorber, Emmanuelle Vigne, Klaholz, Bruno, Appel à projets générique - Résistances antivirales combinées pour lutter contre la maladie du court-noué de la vigne - - COMBiNiNG2014 - ANR-14-CE19-0022 - Appel à projets générique - VALID, Infrastructure Française pour la Biologie Structurale Intégrée - - FRISBI2010 - ANR-10-INBS-0005 - INBS - VALID, Centre for Integrative Biology - CBI (Inserm U964 - CNRS UMR7104 - IGBMC), Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie moléculaire des plantes (IBMP), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Santé de la vigne et qualité du vin (SVQV), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Architecture et Réactivité de l'ARN (ARN), Institut de biologie moléculaire et cellulaire (IBMC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Français de la Vigne et du Vin [Le Grau du Roi], Centre de Biochimie Structurale [Montpellier] (CBS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Vrije Universiteit Brussel (VUB), ANR-14-CE19-0022,COMBiNiNG,Résistances antivirales combinées pour lutter contre la maladie du court-noué de la vigne(2014), ANR-10-INBS-0005,FRISBI,Infrastructure Française pour la Biologie Structurale Intégrée(2010), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
- Subjects
0106 biological sciences ,Models, Molecular ,GFLV ,Nematoda ,Cryo-electron microscopy ,Protein Conformation ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Nepovirus ,Biology ,Antibodies, Viral ,01 natural sciences ,Virus ,Epitope ,Plant Viruses ,03 medical and health sciences ,Epitopes ,Capsid ,Plant virus ,structural biology ,Animals ,Vitis ,Binding site ,030304 developmental biology ,Plant Diseases ,0303 health sciences ,Multidisciplinary ,Cryoelectron Microscopy ,Grapevine fanleaf virus ,virus ,Biological Sciences ,biology.organism_classification ,Virology ,[SDV] Life Sciences [q-bio] ,Plant Leaves ,nanobody ,Structural biology ,Capsid Proteins ,010606 plant biology & botany ,Single-Chain Antibodies - Abstract
International audience; Grapevine fanleaf virus (GFLV) is a picorna-like plant virus transmitted by nematodes that affects vineyards worldwide. Nanobody (Nb)-mediated resistance against GFLV has been created recently, and shown to be highly effective in plants, including grapevine, but the underlying mechanism is unknown. Here we present the high-resolution cryo electron microscopy structure of the GFLV-Nb23 complex, which provides the basis for molecular recognition by the Nb. The structure reveals a composite binding site bridging over three domains of one capsid protein (CP) monomer. The structure provides a precise mapping of the Nb23 epitope on the GFLV capsid in which the antigen loop is accommodated through an induced-fit mechanism. Moreover, we uncover and characterize several resistance-breaking GFLV isolates with amino acids mapping within this epitope, including C-terminal extensions of the CP, which would sterically interfere with Nb binding. Escape variants with such extended CP fail to be transmitted by nematodes linking Nb-mediated resistance to vector transmission. Together, these data provide insights into the molecular mechanism of Nb23-mediated recognition of GFLV and of virus resistance loss.
- Published
- 2020
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