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Posté par Isabelle le Lundi 06/03/2017 à 00:00
Un lien entre virus et vie sexuelle sur Terre
En identifiant formellement le principal acteur de la fusion entre les deux cellules sexuelles mâle et femelle, des chercheurs de l'Institut Pasteur, du CNRS et de l'Université Paris Descartes, associés à des équipes américaines et allemandes, dévoilent l'origine virale probable de ce processus de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion...), commun à une grande partie des organismes vivants sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus...). L'étude fournit en outre de nouvelles pistes de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) à perspective thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui étudie et applique le traitement des maladies.), visant à bloquer cette fusion chez les pathogènes qui y ont recours, comme l'agent du paludisme (Le paludisme (du latin paludis, « marais »), aussi appelé malaria (de l'italien mal'aria, « mauvais air »), est une maladie infectieuse due à un parasite du...). Ces résultats sont publiés le 23 février 2017 dans la revue Cell.

Depuis le début du XXe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut...), on sait que la fusion entre un gamète male et un gamète femelle (En biologie, femelle (du latin « femella », petite femme, jeune femme) est le sexe de l'organisme qui produit des ovules, dans le cadre d'une reproduction anisogamique.) constitue la première et indispensable étape de la formation de la cellule-œuf, dont les divisions successives finiront par former un organisme vivant complet. Ce processus de reproduction est utilisé chez la plupart des eucaryotes, c'est-à-dire les organismes vivants possédant des cellules avec un noyau – animaux, plantes, mais également certains parasites comme Plasmodium, l'agent du paludisme -, par opposition aux procaryotes, comme les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le...), qui en sont dépourvus. Bien qu'essentiel, ce processus et les mécanismes moléculaires qui le sous-tendent demeuraient pourtant jusqu'à présent mal connus.

Présente à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet...) de la membrane des gamètes males, la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons...) HAP2, retrouvée dans presque tous les embranchements de l'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une structure rigide composée d'un tronc qui peut...) phylogénétique des eucaryotes, avait déjà été suspectée d'être impliquée dans le processus de fusion des cellules sexuelles. C'est sur cette dernière que se sont penchés des chercheurs de l'Institut Pasteur (L’Institut Pasteur est une fondation française privée à but non lucratif qui se consacre à l'étude de la biologie, des microorganismes,...), du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) et de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la Marne...) Descartes, sous la direction de Felix Rey (unité de Virologie structurale) en collaboration avec des équipes de l'université du Texas (1) et de l'Ecole de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps...) de Hanovre (2) .

En déterminant la structure tridimensionnelle de la protéine HAP2 de l'algue (Les algues sont des êtres vivants capables de photosynthèse dont le cycle de vie se déroule généralement en milieu aquatique. Elles constituent une part...) unicellulaire Chlamydomonas, par cristallisation et diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est pas complètement transparent ; le phénomène peut être interprété par la diffusion d'une onde par les points de l'objet. La diffraction...) aux rayons X, les scientifiques ont montré qu'elle est homologue des protéines virales de fusion dites de classe II. Cette découverte les a conduits à penser que HAP2 pourrait être l'héritage d'une infection virale ancienne, qui se serait produite chez l'ancêtre commun (En phylogénie, un ancêtre commun à plusieurs espèces est l'individu le plus proche dans le temps dont descendent toutes les espèces en question. Par...) à l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) des eucaryotes.

Les chercheurs ont alors réalisé une étude fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument....) poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.), sur la base des connaissances préalables du mécanisme de fusion des virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou...) et l'homologie identifiée. Celle-ci a permis de caractériser la structure particulière de HAP2 lui permettant d'engager la fusion. Il s'agit d'une région formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement. Chaque...) une boucle à l'extérieur de la cellule, dont la modification ou le blocage empêchait directement la fusion. Cette boucle, de même nature que celle que présentent les protéines virales homologues à HAP2, est donc la région clé de la fusion entre les gamètes.


Structure de la protéine HAP2 de l'algue verte Chlamydomonas reinhardtii. La double boucle projetée à la pointe du domaine II de HAP2 (domaine jaune) est responsable de son interaction directe avec la membrane de l'ovule (L'"ovule" est la cellule sexuelle (ou gamète) produite par les femelles. Comme tous les gamètes, l'"ovule" est haploïde, il contient la moitié des chromosomes de la mère....). Des anticorps dirigés contre cette boucle de fusion de HAP2 sont capables de bloquer la fusion des gamètes de l'algue in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un...). ©Thomas Krey
En identifiant (En informatique, on appelle identifiants (également appelé parfois en anglais login) les informations permettant à une personne de s'identifier auprès d'un système.) clairement comme responsable de la fusion entre gamètes chez les eucaryotes une protéine dérivant du même gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On...) ancestral que des protéines utilisées par certains virus (comme celui de la dengue (La dengue (prononcer /dɛ̃g/, « dingue »), anciennement appelée « grippe tropicale », « fièvre rouge» ou « petit...) ou de Zika) pour envahir une cellule, ces travaux suggèrent qu'un virus pourrait être à l'origine de l'apparition de la vie (La vie est le nom donné :) sexuelle sur Terre. Il reste néanmoins la possibilité qu'au contraire, ce soient les virus qui aient incorporé une protéine cellulaire pour leur permettre d'assurer cette fonction de fusion membranaire. Grâce à la mise au jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du...) des bases moléculaires, longtemps ignorées de ce processus de fusion, les scientifiques désignent en outre HAP2 comme cible thérapeutique pour bloquer la transmission de pathogènes, qui, comme Plasmodium, responsable du paludisme, y ont recours dans leur cycle biologique.

Note :
(1) Equipe de William J. Snell, Department of Cell Biology, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas (Pour le feuilleton, voir Dallas (feuilleton télévisé).) (USA), et actuellement Department of Cell Biology and Molecular Genetics (Genetics (à ne pas confondre avec le Journal of Genetics) est une revue scientifique américaine de génétique, fondée par George Harrison Shull en 1916. Elle est publiée une fois par...), University of Maryland, College Park, MD 20742, USA
(2) Equipe de Thomas Krey, Institute of Virology, Hannover Medical School (Germany), et Deutsches Zentrum für Infektionsforschung


Référence publication:
The ancient gamete fusogen HAP2 is a eukaryotic class (CLASS (CLS) est un célèbre groupe de l'underground informatique. CLASS a cessé son activité le 8 janvier 2004 et en a profité pour réaliser...) II fusion protein, Cell, 23 février 2017.

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Source: CNRS