Pandoravirus: des virus géants qui inventent leurs propres gènes
Publié par Adrien le 12/06/2018 à 12:00
Source: CNRS
La famille de virus géants pandoravirus s'enrichit de trois nouveaux membres, isolés par des chercheurs du laboratoire Information génomique et structurale (CNRS/Aix‐Marseille Université), associés au laboratoire Biologie à grande échelle (CEA/Inserm/Université Grenoble‐Alpes) et au CEA-Genoscope. Lors de sa découverte (1), cette famille de 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...) avait étonné par son étrangeté: génomes géants, nombreux gènes sans équivalent connu. Dans Nature Communications le 11 juin 2018, les chercheurs proposent une explication: les pandoravirus seraient des fabriques à nouveaux gènes - et donc à nouvelles fonctions. De phénomènes de foire à innovateurs de l'évolution, les virus géants continuent de secouer les branches 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...) de la vie (La vie est le nom donné :) !


Pandoravirus quercus, trouvé à Marseille.
Coupe fine visualisée en microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments invisibles à l'œil nu,...) électronique. Barre d'échelle: 100 nm.
© IGS- CNRS/AMU

En 2013, la découverte de deux virus géants ne ressemblant à rien de connu brouillait la frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut...) entre monde (Le mot monde peut désigner :) viral et monde cellulaire (1). Ces pandoravirus sont aussi grands que des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries...) et dotés de génomes plus complexes que ceux de certains organismes eucaryotes (2). Mais leur étrangeté - une forme inédite d'amphore, un génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de...) énorme (3) et atypique - posait aussi la question de leur origine.

La même équipe a depuis isolé trois nouveaux membres de la famille à Marseille, Nouméa et Melbourne. Avec un autre virus trouvé en Allemagne, cela fait désormais six cas connus que l'équipe a comparés par différentes approches. Ces analyses montrent que, malgré une forme et un fonctionnement très similaires, ils ne partageant que la moitié de leurs gènes codant pour des protéines. Or, les membres d'une même famille ont généralement bien plus de gènes en commun.

De plus, ces nouveaux membres de la famille possèdent un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de gènes orphelins, c'est‐à‐dire codant pour des protéines sans équivalent dans le reste du monde vivant (c'était déjà le cas pour les deux premiers pandoravirus découverts). Cette caractéristique inexpliquée est au coeur de tous les débats sur l'origine des virus. Mais ce qui a le plus étonné les chercheurs, c'est que ces gènes orphelins sont différents d'un pandoravirus à l'autre, rendant de plus en plus improbable qu'ils aient été hérités d'un 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 exemple,...) à toute la famille !

Analysés par différentes méthodes bioinformatiques, ces gènes orphelins se sont révélés très semblables aux régions non‐codantes (ou intergéniques) du génome des pandoravirus. Face à ces constats, un seul scénario pourrait expliquer à la fois la taille gigantesque des génomes des pandoravirus, leur diversité et leur grande proportion de gènes orphelins: une grande partie des gènes de ces virus naîtrait spontanément et au hasard (Dans le langage ordinaire, le mot hasard est utilisé pour exprimer un manque efficient, sinon de causes, au moins d'une reconnaissance de cause...) dans les régions intergéniques. Des gènes "apparaissent" donc à des endroits différents d'une souche à l'autre, ce qui explique leur caractère unique.

Si elle est avérée, cette hypothèse révolutionnaire ferait des virus géants des artisans de la créativité génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.), qui est un élément central, mais encore mal expliqué, de toutes les conceptions de l'origine de la vie (Cet article est consacré aux origines de la vie d'un point de vue scientifique. Les aspects mythiques et religieux sont traités dans l'article Cosmogonie. La précédente théorie scientifique de...) et de son évolution.

Ces recherches ont bénéficié, entre autres, d'un financement de la Fondation Bettencourt Schueller à Chantal Abergel, lauréate 2014 du prix "Coup d'élan pour la 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...) française".

Notes:

(1) Communiqué de presse (Un communiqué de presse est un document court envoyé aux journalistes dans le but de couvrir un événement.) du 18 juillet 2013
(2) Organismes dont les cellules sont dotées de noyaux, contrairement aux deux autres règnes du vivant, les bactéries et les archées.
(3) Jusqu'à 2,7 millions de bases.
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