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Posté par Adrien le Vendredi 22/12/2017 à 00:00
Fièvre nocturne chez une microalgue marine
L'algue verte marine microscopique Ostreococcus est un organisme modèle pour un grand groupe de plancton photosynthétique présent dans les océans du monde entier. Il peut être infecté par de gros virus à ADN. Ces virus lysent leurs cellules hôtes, libérant ainsi des nutriments cellulaires dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une...) et contrôlant les populations de phytoplancton. L'équipe de Nigel Grimsley de l'Observatoire Océanologique de Banyuls a étudié en détail le cycle de vie (La vie est le nom donné :) d'un 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 intracellulaire. Sous la forme...), en révélant quels gènes de l'hôte et du virus sont exprimés séquentiellement à différents moments sur une période d'infection de 27 heures (L'heure est une unité de mesure  :). Cette étude a été publiée le 29 novembre 2017 dans le Journal of Virology.

Les algues vertes marines unicellulaires sont présentes dans le monde (Le mot monde peut désigner :) entier et jouent un rôle dans la production d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) et la fixation du dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone (appelé parfois, de façon impropre « gaz carbonique ») est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène et...). L'algue (Les algues sont des êtres vivants capables de photosynthèse dont le cycle de vie se déroule généralement en milieu aquatique. Elles...) Ostreococcus tauri est représentative de ces espèces, et comme d'autres, elle est sensible à l'infection par de gros virus à ADN. La présence de virus qui peuvent lyser ces algues, est un facteur important de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) des populations d'algues marines.


Figure: Représentation schématique du cycle de vie viral. Les cultures d'algues inoculées par des virus le matin restent vertes tout au long de la journée et de la nuit, mais se lysent le lendemain. Les virus (icosaèdres orange) se lient aux cellules individuelles (ovales verts) en quelques minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte...) et y injectent leur génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par des molécules d'ARN). Il contient...) (lignes ondulées orange) qui est alors répliqué. Pendant la nuit, les nouveaux génomes viraux sont emballés dans les virions et chaque cellule hôte éclate le matin, libérant environ 25 nouvelles particules. L'analyse des transcriptomes complets des cellules hôtes et des virus montre que la transcription des gènes viraux reste faible le 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 Soleil éclairent le...), mais qu'elle atteint son maximum la nuit.
© Nigel Grimsley

Les chercheurs ont cultivé des algues hôtes au cours d'un cycle alterné lumière/obscurité de 12 heures, dans des conditions où la division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction...) cellulaire de l'hôte se produit habituellement à la transition jour/nuit, peu de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) après la réplication de l'ADN de la cellule (en fin de la journée). Dans ces conditions, la croissance des cellules hôtes est partiellement synchronisée, comme observé en mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) dans les populations d'algues.

Afin d'analyser l'infection lytique en détail, les chercheurs ont utilisé les connaissances acquises précédemment sur les génomes complets de l'hôte et du virus pour examiner l'expression de gènes viraux dans des cultures saines ou infectées au cours d'une cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.) s'échelonnant sur plus d'une journée complète.

Étonnamment et contrairement aux travaux antérieurs en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée à...) continue où la lyse des cellules hôtes a commencé huit heures après l'infection, les chercheurs ont constaté que la transcription des gènes viraux demeure relativement faible pendant les onze premières heures de la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) lumineuse, lorsque l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) de la photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et σύνθεσις sýnthesis,...) est disponible, mais qu'elle augmente rapidement après la tombée de la nuit.

Durant la nuit, de nombreux gènes viraux sont transcrits, certains paraissant remplacer les fonctions métaboliques de l'hôte précédemment exprimées dans la journée, tels que les gènes impliqués dans le traitement de l'ARN ou la synthèse des protéines, tandis que d'autres gènes viraux exprimés sont très probablement impliqués dans la réplication des génomes viraux. Au cours de la nuit, l'infection virale est amplifiée, et environ 4 % des gènes de l'hôte sont surexprimés par rapport aux témoins non infectés.

Ces gènes sont les plus susceptibles de répondre aux besoins de l'amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) virale, tandis que la plupart des autres gènes de l'hôte demeurent à des niveaux d'expression comparables à la culture (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses romans et nouvelles de science-fiction. Décrite avec beaucoup de précision et de détail, La Culture peut être...) contrôle. Un groupe de gènes impliqués dans l'utilisation des nitrates montre des fluctuations de niveau de transcription remarquables au cours du cycle viral, d'abord réprimés, puis induits le jour et enfin fortement réprimés la nuit.

Au cours des 3 heures qui précèdent la lyse des cellules hôtes, la transcription des gènes de l'hôte devient proportionnellement plus élevée, probablement parce que le virus a terminé son cycle de développement (Il existe différents types de cycles de développement entrant dans la réalisation d'un logiciel. Ces cycles prendront en compte toutes les étapes de la conception d'un logiciel.), mais aussi parce qu'une petite partie des cellules hôtes est probablement devenue résistante au virus.

Ces observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) soulèvent plusieurs questions à propos du cycle viral. Pourquoi la transcription et la réplication des gènes viraux sont-elles retardées si longtemps ? Pourquoi y a-t-il des changements aussi importants dans l'expression des gènes qui sont nécessaires à l'utilisation des nitrates ? Comment se produit la réplication du génome viral ? Comment le mécanisme viral de la résistance est-il activé ? Des cycles semblables sont-ils observés dans les milieux naturels, produisant plus de particules libres à l'aube ?

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Source: CNRS-INSB