le grand labo - Virus géants !

Notre Grand Labo d'aujourd'hui est l'eau de mer. On va parler de virus géants et de métagénomique.

Classiquement, les virus sont à la frontière du vivant: à la fois vivants et non-vivants. Les virus ont été découverts vers 1900, bien après les "microbes", parce qu'ils sont très petits. Ce sont de petites structures complexes, quelques gènes, enfermés dans une coque de protéines, avec quelques accessoires …et surtout incapables de se reproduire tout seuls. Ils infectent des bactéries ou des cellules, dont ils détournent la machinerie pour se multiplier.

Ces objets biologiques si petits avaient été baptisés virus filtrants, parce qu'ils passaient au travers des mailles des filtres à bactéries. Cette question des filtres va bientôt réapparaître, car en 1992, à Bradford en Angleterre, il y eut une épidémie de pneumonie.

On rechercha l'agent responsable. Timothy Rowbotham examina l'eau chaude d'une tour de refroidissement de la centrale électrique, espérant y trouver des bactéries pathogènes du genre Legionella.

Il y avait bien des particules dans les échantillons, qui ressemblaient à des bactéries, aussi grosses qu'elles, mais ce n'était pas ce qu'il pensait, ce n'était pas des Legionella.

Dix ans plus tard, des chercheurs de l'université de Méditerranée à Marseille éclaircirent la question: c'étaient des nouveaux virus, des virus aussi gros que des bactéries! Des virus géants! Encore un oxymore, une contradiction dans les termes! Ils seront baptisés Mimivirus (pour MIcrobe MImicking VIRUS: virus imitant un microbe). Ils avaient échappé aux chercheurs parce qu'étant très gros, ils ne passaient pas au travers des mailles des filtres à virus, ils restaient coincés dans le filtre, mélangés aux bactéries!

Vous voyez Pascale, encore un changement de paradigme. On a défini un objet, le virus, doué de propriétés: infectant, à moitié vivant, très très petit... et voilà qu'un virus qui a toutes ces propriétés sauf qu'il est bêtement plus gros, ...on ne le voit pas!

Pascale: il ne rentre pas dans la case mentale...

Alexandre: oui, et depuis, on n'arrête pas d'en découvrir de nouveaux! Baptisés mamavirus, virophages, mavirus, megavirus et même girus. Avec des comportements — on devrait dire des "propriétés" puisqu'ils ne sont pas tout-à-fait vivants — avec des comportements originaux. Par exemple, il existe des virus qui infectent d'autres virus géants.

Ils ont des gènes tellement différents de ce qu'on connaît, que la question se pose maintenant: "sommes-nous en face d'une nouvelle branche du vivant?"! Une branche qui se trouverait à côté des bactéries, des archées et des eucaryotes, c'est-à-dire dès le début de l'évolution. Le débat est en cours. Car il y en a beaucoup dans la nature! Partout! Au point qu'ils ont une influence sur leur environnement! Ce qui nous amène à la métagénomique.

Pascale: c'est ce qui vient "après" la génomique?

Alexandre: d'une certaine façon oui: le métagénome est l'ensemble de tous les gènes présents dans une tranche de paysage! Et la métagénomique c'est leur étude globale. Avec les techniques modernes  d'analyse des gènes, on peut prendre par exemple un échantillon d'eau de mer et analyser tous les gènes de tous les organismes présents dans cet échantillon, sans s'intéresser à ces organismes. Algues, protozoaires, plancton, on casse tout, on mélange et on analyse tous les gènes qui sont dans le pot!

En voilà une idée étonnante, un concept bizarre même: considérer un ensemble de gènes indépendamment des organismes qui les abritent — ou pour mieux dire: indépendamment des organismes dont ils sont les organisateurs.

C'est qu'avec l'informatique qui permet de comparer rapidement des séquences d'ADN avec celles qui se trouvent dans les bases de données, on sait vite reconnaître les gènes déjà connus par ailleurs. Par exemple, quand on trouve un gène typique de telle bactérie, on sait que cette bactérie se trouve dans le pot, dans l'échantillon.

Cette technique, la métagénomique est une façon de savoir quels sont les micro-organismes présents dans l'échantillon, donc dans le milieu, dans l'éco-système.

Mais surtout, on découvre quantités de gènes non identifiés et dont on n'a aucune idée à quoi ils peuvent servir. Autrement dit, nous savons qu'il y a des micro-organismes inconnus, et que le nombres de ces espèces inconnues est très grand! Et les virus géants en font partie. C'est un champ de recherches en pleine expansion, pour la biologie fondamentale, l'écologie et pour des applications éventuelles comme l'utilisation d'enzymes naturelles virales, qui sont les plus petites dans leur genre, très variées et potentiellement très utiles.

Mimivirus, mamavirus, mavirus, megavirus, virophages, girus, ...on n'a pas fini d'en faire le tour!

 

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Références :

 

Les virus géants:

Dossier dans Pour la Science de ce mois de mai 2012.

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