Les passagers clandestins du génome
Découverte de 30 000 virus inconnus jusqu'alors
À l'université d'Innsbruck, des scientifiques ont découvert plus de 30 000 virus en utilisant la grappe d'ordinateurs haute performance "Leo" et un travail de détective sophistiqué. Les virus se cachent dans l'ADN des organismes unicellulaires. Dans certains cas, jusqu'à 10 % de l'ADN microbien est constitué de virus intégrés.
Les scientifiques ont analysé plusieurs gigaoctets de séquences d'ADN microbien.
Fabian Oswald
Christopher Bellas, Marie-Sophie Plakolb et le professeur Ruben Sommaruga du département d'écologie de l'université d'Innsbruck ont fait une découverte inattendue lors d'une étude à grande échelle de microbes unicellulaires complexes. Dans le génome des microbes, ils ont trouvé l'ADN de plus de 30 000 virus inconnus jusqu'alors. Cet ADN "caché" pourrait permettre la réplication de virus complets et fonctionnels dans la cellule hôte.
"Nous avons été très surpris par le nombre de virus que nous avons découverts grâce à cette analyse", explique Mme Bellas. "Dans certains cas, jusqu'à 10 % de l'ADN d'un microbe s'est avéré être constitué de virus cachés. Ces virus ne semblent pas nuire à leurs hôtes. Au contraire, certains pourraient même les protéger. Nombre d'entre eux semblent être similaires à ce que l'on appelle les virophages. Ces virus infectent et détruisent d'autres virus nocifs qui infectent leur cellule hôte.
L'étude, financée par le Fonds autrichien pour la science (FWF), a été publiée dans la revue "Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)" et a été réalisée en collaboration avec des chercheurs de l'Institut Max Planck pour la recherche médicale et de l'Université de Groningue.
Les virus comme protecteurs
Des bactéries à l'homme, toutes les formes de vie sont continuellement infectées par des virus. Certains sont présents en permanence, mais ne déclenchent qu'occasionnellement des symptômes, comme le virus de l'herpès chez l'homme. D'autres se cachent encore plus profondément et s'intègrent à l'ADN de leur hôte. Cette étude a révélé que de nombreux organismes eucaryotes unicellulaires (complexes) abondants sur Terre sont truffés de virus. Ces organismes sont présents partout, notamment les algues des lacs et des océans, les amibes du sol et les parasites humains.
"La raison pour laquelle tant de virus se trouvent dans les génomes des microbes n'est pas encore claire", explique Mme Bellas. "Notre hypothèse la plus solide est qu'ils protègent la cellule de l'infection par des virus dangereux. De nombreux organismes unicellulaires eucaryotes sont infectés par des "virus géants", un groupe de virus qui peuvent être aussi gros que des bactéries. Ces infections tuent l'hôte en créant de nouvelles copies du virus géant. Cependant, lorsqu'un virophage réside dans la cellule hôte, il "reprogramme" le virus géant pour qu'il fabrique des virophages. Ainsi, le virus géant peut parfois être repoussé et la population de la cellule hôte est sauvée de la destruction.
L'ADN des virus nouvellement découverts est similaire à l'ADN des virophages. Il est donc probable que les microbes hôtes se protègent des virus géants grâce à ces virus intégrés.
ADN d'un lac alpin
Le projet de recherche était initialement basé sur un nouveau groupe de virus que Bellas et Sommaruga ont découvert dans l'eau du lac Gossenköllesee au Tyrol, en Autriche, en 2021. "Au départ, nous voulions trouver l'origine des nouveaux virus de type Polinton dans le cadre de notre étude", explique Bellas. "Cependant, nous ne savions pas quels organismes étaient habituellement infectés par ces virus. C'est pourquoi nous avons mené une étude à grande échelle pour tester tous les microbes dont les séquences d'ADN sont connues".
L'énorme ensemble de données examiné par les chercheurs ne contient que des séquences d'ADN, c'est-à-dire une séquence des lettres ATGC à partir desquelles tous les gènes sont codés. Néanmoins, l'ensemble de données représente plusieurs centaines de gigaoctets.
Les séquences de virus, minuscules en comparaison, n'ont pu être trouvées dans cette grande quantité de données que grâce à une technologie de pointe. La grappe d'ordinateurs haute performance "Leo" de l'université d'Innsbruck a permis d'analyser rapidement l'ensemble des données. Les séquences d'ADN des microbes ont également été lues à l'aide de la nouvelle technologie Oxford Nanopore. Cette technologie permet de faire passer l'ADN à travers de minuscules pores dans une membrane. Chaque base - A, G, C ou T - interrompt un courant électrique et génère ainsi un signal à partir duquel la séquence d'ADN peut être lue.
En fin de compte, les chercheurs ont trouvé bien plus que les virus qu'ils recherchaient. Cette découverte inattendue va inspirer d'autres recherches pour étudier les rôles que jouent ces virus.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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