Comment les micro-algues résistent-elles aux virus ?

Publié par Adrien le 09/11/2016 à 00:00
Source: CNRS-INSB
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La production primaire océanique est essentiellement assurée par les microalgues. Ces micro-organismes sont la cible d'une multitude de virus qui jouent un rôle crucial dans le contrôle de la densité de ces populations planctoniques. L'équipe de Nigel Grimsley au Laboratoire de Biologie intégrative des organismes marins, révèle que les micro algues peuvent acquérir une résistance face à leurs virus qui est contrôlée par un ensemble de gènes spécifiques regroupés sur un chromosome spécialisé. Cette étude est publiée dans la revue PloS Pathogens.


Figure: Infection d'une micro-algue par un virus. Photos prises en microscopie électronique à transmission des différentes phases d'infection de la micro-algue Ostreococcus tauri. Gauche: Phase précoce, 5 minutes après infection. Centre: Assemblage des particules virales dans le cytoplasme. Droite: Nouvelles particules virales infectieuses relarguées après lyse de la micro-algue. V: Virus, N: noyau, C: Chloroplaste. Barrette en haut: un millième de millimètre.
© M.-L. Escande. Laboratoire BIOM.

Le monde des micro-algues est discret, invisible et pourtant ! Ces micro-organismes sont présents partout dans la partie éclairée des océans et malgré leur taille microscopique réalisent environ la moitié de la photosynthèse sur notre planète. L'autre moitié est réalisée par l'ensemble des plantes terrestres. Ces micro-algues ignorées par la plupart d'entre nous, sont aussi responsables de la production d'une partie de l'oxygène que nous respirons, de la régulation de nos climats par le captage du CO2 atmosphérique et sont à la base de quasiment toute la création de la biomasse marine. Rien que ça ! Etonnant non ?

Encore moins connu: la mer est pleine de virus ! Des virus de toutes sortes et ces minuscules entités biologiques, encore 10 à 1000 fois plus petites que les micro-algues infectent tous les organismes marins, des bactéries jusqu'aux baleines en passant par les micro-algues. Rassurez-vous, aucun de ces virus marins n'est pathogène pour les humains. Pourtant ils ont un rôle capital dans les océans en étant un des régulateurs majeurs des populations microbiennes.

Toujours aussi étonnant: contrairement à une vision souvent biaisée, car nous regardons en général les océans à notre échelle, la vie marine est essentiellement microbienne et sous la surface se livrent quotidiennement des milliards de combats entre ces micro-organismes. Et pour revenir à nos algues, quand un virus reconnait une micro-algue, il va l'infecter, se développer à l'abri à l'intérieur de la cellule puis la détruire pour disperser ses rejetons qui vont à leur tour chercher de nouvelles victimes pour se propager. Bien sûr la micro-algue se défend et c'est là que se situent les résultats de l'équipe de Nigel Grimsley. Les chercheurs se sont intéressés aux mécanismes que la micro-algue utilise pour se défendre en étudiant une micro-algue bien connue dans leur laboratoire (Ostreococcus tauri), qui a été isolée dans l'étang de Thau il y a une vingtaine d'années et qu'ils savent cultiver. Ils ont également isolé un virus qui s'attaque à cette micro-algue, ce qui leur a permis d'étudier comment cette algue se comporte face à cet agresseur. En suivant le comportement du virus et de l'algue, ils ont pu mettre en évidence des cellules résistantes au virus et les isoler. Par ailleurs, beaucoup de choses sont connues sur Ostreococcus et son virus et notamment la séquence de l'intégralité de leurs génomes, c'est-à-dire l'ensemble de leurs gènes. Les chercheurs ont ainsi pu étudier quels gènes étaient activés ou au contraire éteints chez les micro-algues résistantes. Et ils ont découvert que la grande majorité de ces gènes sont localisés sur un seul des 20 chromosomes de l'algue et que la plupart de ces gènes codent des enzymes qui modifient les protéines d'Ostreococcus, interférant sans doute ainsi dans la reconnaissance de la microalgue par le virus. Ce chromosome particulier, un chromosome d'immunité en quelque sorte, est retrouvé chez toutes les algues connues de cette famille importante.

Ces résultats ouvrent de nouvelles voies pour mieux comprendre les interactions hôtes-virus en milieu marin et ainsi mieux appréhender le fonctionnement de ce monde microscopique marin qui nous est à la fois si étranger et qui pourtant régule des processus si essentiels pour la vie sur notre planète.
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