Les Mimivirus sont les premiers virus géants découverts. © nobeastsofierce, Fotolia

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Des gènes métaboliques identifiés dans les virus géants

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Les virus géants, découverts il y a peu, sont des organismes à part, même dans leur propre classe. Pouvant atteindre la taille et la complexité génétique d'une bactérie, ils portent aussi des gènes impliqués dans le métabolisme selon une nouvelle étude scientifique.

Il existe une catégorie à part dans le monde des virus, les virus géants. Ils peuvent atteindre la taille d'une petite bactérie, 1,5 µm, et leur génome, 2,5 millions de paires de base pour les plus grands. En comparaison, le coronavirus SARS-CoV-2 ne mesure qu'une centaine de nanomètres et son génome ne contient que 29.000 paires de base.

Leur taille et leur complexité les placent donc à la frontière du vivant, eux qui sont considérés comme non-vivant. Les définitions de ce terme varient, mais il est communément acquis qu'un organisme vivant doit être capable de produire sa propre énergie grâce à un ensemble de réactions cellulaires appelé métabolisme.

Les virus portent dans leur génome les éléments génétiques indispensables à la réplication de leur génome et la construction de leurs structures protéiques. Mais pour les réactions métaboliques, ils dépendent entièrement de la cellule qu'ils parasitent. Par exemple, celle-ci fournira les ribosomes pour la traduction des protéines, et toute l'énergie nécessaire pour assembler le virus en dépit de sa survie.

Malgré cela, des chercheurs de Virginia Tech aux États-Unis ont construit 501 génomes de virus géants à partir des données de la littérature et y ont trouvé les traces de gènes métaboliques. Leurs résultats sont publiés dans Nature Communication.

Des gènes viraux du métabolisme

L'étude des 501 génomes, appartenant pour la plupart à des virus géants infectant des organismes unicellulaires aquatiques, a d'abord révélé l'évidence : les virus géants possèdent des gènes pour répliquer leur matériel génétique et produire leurs protéines structurales. Mais les scientifiques ne s'attendaient pas à trouver autant de gènes liés à des fonctions métaboliques propres aux cellules vivantes.

L'analyse bio-informatique a mis en évidence la présence de gènes proches de ceux régulant le stress oxydatif, un stress cellulaire potentiellement létal qui doit être contrôlé. D'autres sont impliqués dans la photosynthèse et le transport de nutriment. Leur présence permettrait aux virus de détourner ces fonctions à leur avantage lors de l'infection.

Si ces gènes métaboliques ne sont pas les premiers identifiés dans les virus géants, c'est la première fois qu'on en découvre une telle diversité. Évidemment, seuls, ces gènes ne peuvent pas former un métabolisme fonctionnel mais témoignent d'infections passées.

Deux Mimivirus observés au microscope électronique. © PNAS

L’héritage d’anciennes infections

Les chercheurs pensent qu'ils ont été acquis par hasard, au fil des infections. Certains gènes viraux sont très proches de leur version cellulaire mais ils portent tout de même des marqueurs génétiques propres aux virus.

Les microalgues jouent un rôle prédominant dans le cycle du carbone dans les lacs et les océans. Comprendre les virus géants permet aussi de comprendre leur impact sur les cycles biogéochimiques. Les chercheurs, qui ont travaillé sur cette étude, souhaitent à présent comprendre comment ces gènes interagissent avec le métabolisme cellulaire et quand ils ont été acquis. Bien que non vivants, les virus ont un rôle majeur dans les écosystèmes vivants.

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