Voyage dans le temps grâce à la génomique
La reconstruction du génome d'un phage vieux de 1300 ans présente des similitudes avec un virus moderne qui infecte les bactéries intestinales
Les virus s'adaptent rapidement à de nouvelles conditions, ce qui s'accompagne d'une modification de leur génome. Cela s'applique également à un groupe particulier de virus, les bactériophages. Une équipe de chercheurs polonais, néerlandais et allemands a réussi à reconstituer de nombreux anciens génomes de phages. Il s'agit notamment d'un génome vieux d'environ 1 300 ans, très similaire au Mushuvirus mushu moderne, qui infecte les bactéries intestinales. Cette découverte contredit l'hypothèse largement répandue d'un taux de mutation élevé et omniprésent chez les virus et nous permet de mieux comprendre leur évolution. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue "Nature Communications".
Les échantillons d'intestins et de fèces humains vieux de plusieurs siècles ou millénaires constituent une source de diversité microbienne encore largement inexplorée. Grâce à des méthodes scientifiques modernes telles que le séquençage du métagénome, les chercheurs ont déjà pu reconstituer l'ADN de bactéries anciennes. Celles-ci fournissent des informations sur la nature du microbiome intestinal humain de l'ère préindustrielle.
"Nous voulions analyser cette base de données existante pour y trouver des restes de bactériophages, des virus qui infectent les bactéries", explique Piotr Rozwalak, premier auteur d'une nouvelle étude et doctorant dans le groupe dirigé par Bas Dutilh, professeur à l'université Friedrich Schiller d'Iéna (Allemagne), spécialiste de l'"équilibre du microvers". Les bactériophages sont intéressants parce qu'ils influencent la nocivité d'une bactérie, par exemple. Comme l'indiquent les chercheurs dans leur étude, ils ont réussi à identifier et à reconstruire un grand nombre d'anciens génomes de phages.
"Les bactériophages sont en compétition constante avec leurs hôtes, les bactéries, pour se perfectionner. C'est pourquoi ils changent constamment. Il est donc d'autant plus inhabituel que nous soyons tombés sur un ancien génome de phage presque identique à celui de l'actuel Mushuvirus mushu", explique M. Rozwalak. Le génome du phage ancien provient d'un échantillon de selles du Mexique datant de 1 300 ans, tandis que le génome du phage Mushuvirus mushu actuel provient d'échantillons d'eaux usées de France. Selon les chercheurs, les séquences d'ADN des deux échantillons correspondent à 97,7 %. "Le fait que le bactériophage soit incorporé dans le génome bactérien permet probablement une relation longue et stable entre eux, sans la traditionnelle course aux armements qui est typique des virus et de leurs hôtes", explique Rozwalak. Cela pourrait expliquer pourquoi il ne semble pas y avoir eu d'évolution significative de ce phage particulier au cours des 1 300 dernières années.
"Cette découverte ne prouve pas seulement qu'il est possible de reconstruire d'anciens génomes de phages. Elle montre également que de nombreuses connaissances sur la diversité et l'évolution des virus sont encore en sommeil", explique M. Rozwalak. L'un des prochains objectifs des chercheurs est de cataloguer cette diversité virale et de la rendre ainsi accessible à d'autres recherches.
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