Pandoravirus : un ancêtre est parmi nous ?

5. novembre 2013
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Dans les marais boueux au large des côtes du Chili, la boîte de Pandore attendait d’être découverte. Récemment, les chercheurs ont découvert un virus qui remet en question les anciennes théories : existe-t-il vraiment seulement trois domaines dans le monde vivant ?

Durant leurs études, les étudiants en médecine apprennent que les archées, les bactéries et les eucaryotes, déterminent les formes de vie cellulaire de notre planète. Celui qui recherche un « virus », s’attend à des particules de petite taille, visibles uniquement en microscopie électronique, qui nécessitent des cellules hôtes pour leur propagation et ne contiennent qu’une poignée de gènes – dans le virus de la grippe, par exemple, il y a sept à huit segments d’ARN. Des travaux récents remettent en question de plus en plus certains dogmes. Une chronologie des événements :

Un géant parmi les nains

En recherchant les facteurs excrétés d’une souche de pneumonie, des chercheurs isolèrent en 1992 dans une tour de refroidissement de supposées bactéries gram-positives. Elles étaient au sein d’Acanthamoeba polyphaga, une amibe. Ces nouvelles bactéries furent classifiées comme le Bradford coccus d’après leur lieu de découverte à Bradford. Onze ans plus tard, des scientifiques français surprirent le monde des spécialistes : au lieu de bactéries, il s’agit ici d’un virus géant jusqu’alors inconnu appelé Acanthamoeba polyphaga mimivirus. La capside a un diamètre de 400 nanomètres, et un génome d’environ 1,2 mégapaires de bases. Le fait que les mimivirus soient pathogènes chez l’homme est encore controversé. Les médecins pensent à un lien possible avec les pneumonies, ayant des preuves indirectes sous la forme d’anticorps. Cependant, il n’existe pas encore d’arguments irréfutables.

Vraiment un virus ?

Du point de vue de la biologie du développement, les mimivirus battent en brèche les définitions connues : ils sont de taille similaire à, par exemple, la bactérie Rickettsia conorii et ont aussi un génome qui peut être rapporté à celui des bactéries. Les gènes pour la synthèse des acides aminés ou nucléotides sont également inclus. En comparaison avec les virus connus, il est frappant de constater que même les quatre aminoacyl-ARNt synthétases peuvent être formées : l’arginine, la cystéine, la méthionine et la tyrosine. Sans un hôte, il reste cependant mauvais à la fois dans la biosynthèse des protéines et dans le métabolisme énergétique. Les mimivirus ne sont pas des cas isolés, mi-2010, Jean-Michel Claverie et Chantal Abergel découvrirent un autre géant : Megavirus chilensis. Sa capside mesure 440 nanomètres de diamètre, et les biologistes moléculaires y découvrirent 1,3 millions de paires de bases. Le mégavirus exprime même sept aminoacyl-ARNt-synthétases.

La boîte de Pandore s’ouvre

Récemment, Jean-Michel Claverie et Chantal Abergel, Marseille, ont découvert le suivant dans la lignée. Ils ont trouvé une espèce jusqu’alors inconnue au large des côtes du Chili et, plus tard, dans un plan d’eau stagnante à Melbourne. Les pandoravirus, selon leur nouvelle désignation, sont de forme ovale et vivent en parasite dans les amibes. Comme leurs parents mythologiques, ils provoquent un désastre – non seulement pour les patients, mais aussi pour les théories établies. Il reste l’espoir d’une meilleure compréhension de nos vies, comme dans son modèle grec. Cela commence par leur taille – les pandoravirus ont un demi-micron de large et un micron de long : des dimensions qui sont à l’échelle de la bactérie optique, certaines bactéries sont beaucoup plus petites. Claverie et Abergel parlent même de nouvelles formes de vie (« new life forms ») : avec 2,5 millions de paires de bases et 2 556 gènes, le virus Pandoravirus salinus habitant les eaux salées dépasse d’un facteur deux les limites-plafonds. Pandoravirus dulcis, des eaux douces, n’est pas non plus en reste : 1,9 millions de paires de bases et 1 500 gènes y ont été trouvés. Selon les connaissances actuelles, plus de 93 pour cent du génome demeure énigmatique, sans interfaces avec d’autres mégavirus voire eucaryotes. Seulement sept pour cent ont fourni des renseignements utiles en les comparant avec des bases de données. « Que se passe-t-il donc avec les autres gènes ? » veut savoir Claverie. Actuellement, les scientifiques se demandent si le statut de ces virus correspond à des formes non autonomes de vie.

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Particules de pandoravirus au microscope électronique
© Chantal Abergel / Jean -Michel Claverie

Vies en quatre dimensions

Il reste à préciser comment les pandoravirus peuvent être classés dans l’évolution, ne serait-ce qu’à cause de leur matériel génétique rare. Abergel a estimé que dans les temps anciens, il y avait plus de diversité que maintenant – et les archées, les bactéries et les eucaryotes n’étaient pas les seuls à dominer les événements, mais qu’il y aurait une quatrième dimension, jusque-là inconnue, de la vie. Leur précurseur commun, à savoir les cellules primordiales, pourrait avoir évolué comme bactéries ainsi que comme cellules eucaryotes. Pour d’autres, les fonctions typiques ont été perdues, et les virus ont émergé. Les chercheurs considèrent les pandoravirus comme une relique de cette époque. Ils ressemblent probablement plus à des cellules primordiales que toutes les formes de vie déjà connues. Voici beaucoup d’hypothèses, mais les virologues sont certains d’une chose : comme précédemment les mimivirus à Bradford, les pandoravirus expliquent plusieurs phénomènes, y compris de mauvaises interprétations scientifiques. Dans « Nature », Chantal Abergel souligne que derrière beaucoup de publications, un virus géant pourrait se cacher. Wait and see.

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