Échange de gènes entre une microalgue et un virus géant
Publié par Michel le 04/08/2009 à 00:00
Source: CNRS
Illustration: © Miguel FRADA et Glynn GORICK
Un transfert de gènes entre la microalgue Emiliania huxleyi et un virus géant vient d'être mis en évidence par des chercheurs du laboratoire Information génomique et structurale (CNRS) et de la Station biologique de Roscoff (CNRS/UMPC), au sein d'une équipe internationale. La particularité de cette découverte est l'implication dans ce transfert de plusieurs enzymes essentielles à toute la voie biosynthétique de la céramide, molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant les...) polyvalente qui participe à divers processus de signalisation cellulaire chez les eucaryotes comme la mortalité cellulaire ou la méiose. Ces travaux sont publiés dans la revue Genome Research d'août 2009.


Emiliania huxleyi couverte par ses exosquelettes en carbonate de calcium
et le 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....) géant EhV icosaédrique.

Les microorganismes océaniques photosynthétiques (cyanobactéries et microalgues eucaryotes) sont à l'origine de plus de la moitié de la production d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que...). Le niveau élevé de la production biologique de ces microorganismes s'explique par la rapidité de leurs cycles de reproduction et de mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des étoiles). Chez les...). Il est établi que les virus océaniques jouent un rôle significatif dans ce processus, en infectant et tuant ces microorganismes quotidiennement. Emiliania huxleyi est une microalgue eucaryote à large distribution océanique ; elle est connue pour ses vastes efflorescences et la beauté des écailles de son exosquelette (Un exosquelette ou squelette externe, par opposition à endosquelette, est une caractéristique anatomique externe qui supporte et protège un animal. Beaucoup d'invertébrés,...) en carbonate de calcium. La mort de ces algues précipite des masses importantes d'exosquelettes dans la lithosphère (La lithosphère (littéralement, la « sphère de pierre ») est la partie superficielle et rigide du matériau dont sont faits les astres telluriques, dont...) océanique profonde (ces précipitations sont à l'origine des falaises de craie blanche telles que celles de Douvres, en Angleterre (L’Angleterre (England en anglais) est l'une des quatre nations constitutives du Royaume-Uni. Elle est de loin la plus peuplée, avec 50 763 000 habitants (en...), créée par l'accumulation sur des millions d'années des exosquelettes de ces microalgues).

Un virus géant icosaédrique (1) à ADN nommé EhV est un facteur majeur à l'origine d'une mortalité massive (Le mot massif peut être employé comme :) chez E. huxleyi. Dans cet article, les chercheurs ont comparé la séquence génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer, etc. à...) de E. huxleyi avec celle du virus EhV. Ils ont ainsi pu établir les preuves d'un transfert de gènes entre cette microalgue eucaryote et le virus. Plus étonnant encore, ce transfert génique implique non pas un seul, mais une série de sept gènes enzymatiques essentiels pour toute la voie biosynthétique de la céramide (2). Le transfert horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la verticale. Une ligne horizontale va « de la gauche vers la droite » ou vice versa.) des gènes est un phénomène bien connu chez les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des...) pathogènes, qui acquièrent par le biais de ce type de transfert de nouvelles fonctions telles que la résistance aux antibiotiques. Cependant, il est rare d'observer le transfert de l'intégralité d'une voie métabolique.

Les auteurs avancent également des preuves du fonctionnement actif de ces gènes de biosynthèse de la céramide tant chez E. huxleyi que les virus. Chez les eucaryotes, la céramide est un élément important des membranes cellulaires, jouant différents rôles dans la réponse au stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à...) et les signaux intracellulaires, y compris le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de l'apoptose (3) et 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 "division par ce nombre" est la réciproque de la fonction...) cellulaire méiotique. Actuellement, la céramide est utilisée dans certains produits de soin de la peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.) et anti-âge des industries cosmétiques. Le rôle de cette dernière au sein du virus EhV reste inconnu à ce 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...), mais les microbiologistes considèrent que cette nouvelle voie céramide d'origine virale joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer...) un rôle central dans l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose...) entre E. huxleyi et EhV, en contrôlant par exemple la durée de vie (La vie est le nom donné :) des algues hôtes.


Notes:

(1) Qui a une forme de polyèdre (Traditionnellement, un polyèdre est une forme géométrique à 3 dimensions ayant des faces planes qui se rencontrent le long d'arêtes droites. Le mot polyèdre provient du...) à 20 faces.

(2) Molécule polyvalente qui participe à divers processus de signalisation cellulaire chez les eucaryotes comme la mortalité cellulaire ou la méiose.

(3) Mort cellulaire
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