Découverte d'un mode de vie pluricellulaire pour un virus, une première en virologie

Publié par Adrien le 25/03/2019 à 08:00
Source: INRA
Des chercheurs de l'Inra, du Cirad et du CNRS ont montré que les différents segments constitutifs du génome d'un virus dit multipartite1 peuvent exister dans des cellules distinctes de l'organisme cible, et travailler ensemble pour provoquer une infection. Ce résultat inédit va à l'encontre du paradigme fondateur en virologie (La virologie est l'étude des virus et des agents infectieux associés. Elle cherche à...), qui considère que le génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une...) entier d'un virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise...) pénètre et se réplique à l'intérieur d'une même cellule, puis passe à une autre cellule où il se réplique à nouveau, et ainsi de suite pour développer l'infection. Ce mode de vie (La vie est le nom donné :) pluricellulaire viral montré pour la première fois, pourrait exister pour d'autres systèmes viraux. Ces travaux ouvrent donc d'importantes perspectives de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) en virologie.

Les virus multipartites sont des systèmes mal connus, alors qu'ils constituent près de 40 % des genres et familles virales chez les plantes. Les chercheurs de l'Inra, du Cirad et du Cnrs (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) ont étudié le "Faba Bean Necrotic Stunt virus" (FBNSV), un virus multipartite de plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la...) provoquant de graves maladies sur les légumineuses. Son génome est constitué de 8 segments différents, chacun encapsidé dans une particule virale distincte. Les chercheurs ont étudié le mécanisme d'infection par ce virus en détectant la présence des différents segments viraux dans les cellules de la plante en utilisant la microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique...) en fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que...). Ils ont ainsi montré que les différents segments du virus peuvent exister dans des cellules distinctes mais travaillent ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) pour causer l'infection. Les scientifiques ont toujours considéré que les segments du génome viral devaient systématiquement se retrouver dans la même cellule, ces résultats originaux prouvent le contraire.

Une accumulation indépendante des segments génomiques dans différentes cellules


Imagerie par fluorescence montrant deux segments différents du génome du virus FBNSV localisés par hybridation in situ, l'un en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde...) et l'autre en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...), dans des cellules différentes de la plante hôte.

Les premiers résultats suggèrent que le virus peut fonctionner alors que ses différents segments apparaissent dans des cellules distinctes. Pour préciser ces observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...), les chercheurs ont quantifié la fluorescence des segments marqués (en rouge et vert). Ils ont ainsi pu mesurer la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de chacun des segments dans les différentes cellules, et montrer qu'ils s'y accumulent de façon totalement indépendante, quel que soit le stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe...) de l'infection.

Le virus peut être fonctionnel à l'échelle pluricellulaire

Pour mettre en évidence que la fonction d'un gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la...) viral peut être effective dans une cellule où le gène en question est absent, les chercheurs ont étudié en particulier la fonction de réplication portée par le segment R. Dans les cellules où un autre segment (le segment S) est répliqué, donc dans les cellules où la fonction de réplication est présente, le segment R ainsi que la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs...) de réplication (M-Rep) pour laquelle il code ont été recherchés. Les scientifiques ont démontré que bien que le segment R soit détectable dans une minorité de ces cellules (environ 40 %), la protéine M-Rep y est retrouvée dans 85 % des cas. Ceci suggère que la protéine M-Rep est présente dans des cellules où le segment R est absent, et que la protéine M-Rep ou son ARN messager sont capables de se déplacer de cellules à cellules, après leur production. Les chercheurs prouvent ainsi que les gènes viraux sont dispersés dans des cellules différentes mais "communiquent" et se complémentent au niveau intercellulaire pour assurer la fonctionnalité du système viral.

Ce mode de vie très particulier, démontré pour la première fois en virologie, ouvre de grandes perspectives de recherches dans ce domaine. Il est probable que les systèmes viraux multicomposants soient plus répandus. Désormais, pour nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) d'entre eux, un mode de vie pluricellulaire pourra maintenant être testé.

Note:
(1) Dans les virus multipartites, le matériel génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est...) (ADN ou ARN) est constitué de plusieurs segments, chacun protégé dans une capsule protéique appelée capside. Les autres catégories de virus sont les virus monopartites comme la polio ou HIV ou Ebola (1 seul brin dans une capside) et les virus segmentés comme celui de la grippe (La grippe (ou influenza) est une maladie infectieuse fréquente et contagieuse causée par...) (plusieurs brins dans une seule capside).

En savoir plus

Anne Sicard, Elodie Pirolles, Romain Gallet, Marie-Stéphanie Vernerey, Michel Yvon, Cica Urbino, Michel Peterschmitt, Serafin Gutierrez, Yannis Michalakis and Stéphane Blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir...) A multicellular way of life for a multipartite virus

eLife DOI: 10.7554/eLife.43599.
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