Structural basis of nanobody recognition of grapevine fanleaf virus and of virus resistance loss.

Autor:	Orlov I; Centre for Integrative Biology (CBI), Department of Integrated Structural Biology, IGBMC, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France.; Institute of Genetics and of Molecular and Cellular Biology, Department of Integrated Structural Biology, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France.; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR 7104, 67404 Illkirch, France.; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U964, 67404 Illkirch, France., Hemmer C; Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, Université de Strasbourg, F-67084 Strasbourg, France.; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France., Ackerer L; Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, Université de Strasbourg, F-67084 Strasbourg, France.; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France.; Institut Français de la Vigne et du Vin, 30240 Le Grau du Roi, France., Lorber B; Université de Strasbourg, Architecture et Réactivité de l'ARN, UPR 9002, Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, F-67084 Strasbourg, France., Ghannam A; Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, Université de Strasbourg, F-67084 Strasbourg, France., Poignavent V; Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, Université de Strasbourg, F-67084 Strasbourg, France., Hleibieh K; Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, Université de Strasbourg, F-67084 Strasbourg, France., Sauter C; Université de Strasbourg, Architecture et Réactivité de l'ARN, UPR 9002, Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, F-67084 Strasbourg, France., Schmitt-Keichinger C; Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, Université de Strasbourg, F-67084 Strasbourg, France.; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France., Belval L; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France., Hily JM; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France.; Institut Français de la Vigne et du Vin, 30240 Le Grau du Roi, France., Marmonier A; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France., Komar V; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France., Gersch S; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France., Schellenberger P; Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, Université de Strasbourg, F-67084 Strasbourg, France.; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France., Bron P; Centre de Biochimie Structurale Centre National de la Recherche Scientifique, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, 34090 Montpellier, France., Vigne E; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France., Muyldermans S; Cellular and Molecular Immunology, Vrije Universiteit Brussel, 1050 Brussels, Belgium., Lemaire O; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France., Demangeat G; Université de Strasbourg, Institut National de Recherche pour L'Agriculture, L'Alimentation et L'Environnement, Santé de la Vigne et Qualité du Vin, UMR-A 1131, 68000 Colmar, France., Ritzenthaler C; Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, Université de Strasbourg, F-67084 Strasbourg, France; ritzenth@unistra.fr klaholz@igbmc.fr., Klaholz BP; Centre for Integrative Biology (CBI), Department of Integrated Structural Biology, IGBMC, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France; ritzenth@unistra.fr klaholz@igbmc.fr.; Institute of Genetics and of Molecular and Cellular Biology, Department of Integrated Structural Biology, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France.; Centre National de la Recherche Scientifique, UMR 7104, 67404 Illkirch, France.; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, U964, 67404 Illkirch, France.
Jazyk:	angličtina
Zdroj:	Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proc Natl Acad Sci U S A] 2020 May 19; Vol. 117 (20), pp. 10848-10855. Date of Electronic Publication: 2020 May 05.
DOI:	10.1073/pnas.1913681117
Abstrakt:	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. Competing Interests: The authors declare no competing interest.
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