Un virus géant code une partie de la boîte à outils des cellules produisant des protéines, ce qui lui confère un plus grand contrôle sur son hôte amibe, soulevant des questions sur son évolution et ses relations avec les organismes vivants.
Illustration d'un mimivirus, sorte de virus géant qui infecte les amibes
Les virus s'appuient sur la machinerie de leurs cellules hôtes pour produire des protéines, mais certains virus géants codent un élément clé de cette boîte à outils dans leur génome, leur permettant d'ordonner à la cellule hôte de produire davantage de leurs propres protéines. Cette découverte renforce l’impression que les virus géants brouillent la frontière entre les êtres vivants et non vivants.
Les virus géants attirent de plus en plus l’attention des biologistes depuis 2003, lorsqu’un microbe mystérieux découvert à Bradford, au Royaume-Uni, a été identifié pour la première fois comme un « mimivirus », qui infecte les amibes. Certaines sont plus grosses que les bactéries classiques, présentent des formes complexes et possèdent des centaines de gènes.
Certains de ces gènes codent pour des composants de la machinerie de traduction, l’étape qui transforme l’information génétique en protéines. Dans les cellules, la traduction est réalisée par des structures appelées ribosomes et est initiée par des assemblages moléculaires appelés complexes d'initiation.
Pour déterminer si les virus géants possèdent un système comparable, Max Fels de la Harvard Medical School et ses collègues ont examiné ce qui se passe à l'intérieur des amibes infectées et comment le mimivirus manipule la machinerie hôte une fois l'infection commencée.
L’équipe a isolé les ribosomes des cellules infectées et identifié les protéines virales qui leur sont associées. « C'était le premier indice indiquant qu'ils pourraient être les facteurs que nous recherchions », explique Fels.
Ensuite, ils ont éliminé les gènes codant pour le complexe viral en les remplaçant par des séquences d’ADN modifiées afin que le virus ne puisse plus produire les protéines correspondantes. Cela a entraîné une chute de la production virale jusqu'à 100 000 fois et la formation de nouvelles particules infectieuses a été considérablement altérée.
Ensemble, les résultats suggèrent que le complexe viral intervient pour rediriger la machinerie de synthèse des protéines de l'hôte pendant l'infection, garantissant ainsi que les protéines structurelles virales sont produites en grande quantité. Les expériences suggèrent qu’ils peuvent y parvenir même dans des conditions difficiles, telles que la privation de nutriments et le stress oxydatif, qui réduisent généralement la synthèse des protéines dans les cellules hôtes.
Cette découverte soulève une question évolutive plus profonde : comment ces virus ont-ils acquis une telle capacité ? Certains chercheurs pensent que les virus géants descendent de formes de vie cellulaire disparues, mais d’autres pensent qu’ils proviennent de virus normaux qui ont volé les gènes de leurs hôtes.
« Les virus géants ont acquis un large éventail de machines cellulaires auprès de leurs hôtes eucaryotes tout au long de leur évolution », explique Frank Aylward de Virginia Tech, qui n'a pas participé à l'étude. L'échange de gènes peut se produire au cours d'une infection et, sur de longues périodes d'évolution, la sélection naturelle peut conserver les gènes qui confèrent un avantage.
Bon nombre des plus gros virus détournent les organismes unicellulaires tels que les amibes et leur environnement qui peut fluctuer davantage que les tissus relativement stables des hôtes multicellulaires. Par conséquent, conserver un contrôle flexible sur la synthèse des protéines pourrait offrir un avantage sélectif, explique Aylward.
Le travail laisse également des questions clés en suspens. Le génome du mimivirus code pour environ 1 000 protéines, mais les fonctions de la plupart d’entre elles sont encore inconnues. Par exemple, on ne sait pas encore exactement comment ces virus régulent la production de protéines au cours d’un seul cycle d’infection.
« Les virus ont longtemps été considérés comme des entités plutôt passives dans l'évolution des systèmes vivants », explique Hiroyuki Ogata de l'Université de Kyoto au Japon. « Cette étude montre que les virus géants peuvent remodeler des systèmes moléculaires qui sont autrement conservés de manière stable dans tous les domaines de la vie. »
