Nouméavirus, un étonnant virus géant qui agit à distance

Découvert à Nouméa, ce virus géant montre une propriété jamais rencontrée : à distance, il rend poreuse ou non la membrane du noyau de l’amibe qu’il infecte. Comme s’il ouvrait et fermait une porte. L’exploit pourrait paraître anecdotique, mais, comme nous l’explique Jean-Michel Claverie, coauteur et pêcheur expérimenté de virus géants, il complique encore un peu plus le monde des virus, qui semble plus mystérieux que jamais.

Avec Nouméavirus, la saga des virus géants se poursuit. Le laboratoire Information génomique et structurale (IGS), du CNRS, à Luminy, près de Marseille, frappe de nouveau avec cet organisme curieux. Il n’est pas le plus grand mais ce parasite décroche un record de bizarrerie dans son mode de reproduction chez son hôte, une amibe.

Tout a commencé avec un travail de routine pour l’équipe de Jean-Michel Claverie et Chantal Abergel, les deux fondateurs de l’IGS, à l’origine de la découverte inattendue de virus géants, aussi gros que des bactéries et très complexes. C’était le « Mimivirus », en 2003 et, depuis, ces chercheurs et bien d’autres en ont débusqué d’autres, dans l’océan ou dans le pergélisol sibérien, notamment le plus grand de tous, Pandoravirus, atteignant 1 micron et portant 2.500 gènes (contre, respectivement, 0,1 et 8 pour le virus de la grippe).

« Les membres de l’équipe ont l’habitude de ramener des échantillons de leurs lieux de vacances. C’est ce qui nous a valu une collection de virus géants exotiques », raconte aujourd’hui Jean-Michel Claverie. Alors, quand Laurent Bordez, un étudiant en thèse vient faire un stage dans le labo depuis la Nouvelle-Calédonie, les chercheurs marseillais lui demandent s’il peut lui aussi apporter un prélèvement d’eau. Sur Google Maps, Jean-Michel Claverie repère une mare tout près de l’aéroport de Nouméa, un milieu propice selon l’équipe expérimentée.

Virus

Le monde des virus est très mal connu. Longtemps étudiés uniquement en tant qu’agents pathogènes de l’Homme, d’animaux d’élevage ou de plantes cultivées, ils présentent en fait une diversité bien plus grande.

Bingo : après un traitement aux antibiotiques et l’installation d’amibes, des particules en forme d’icosaèdre de 200 nm apparaissent au microscope électronique, et se révèlent être des virus géants, aussitôt baptisés Nouméavirus. « L’habitude est venue de les nommer par le nom du lieu où on les trouve », ce qui nous vaut des Cannes-8-virus, des Lausannevirus, des Melbournevirus, des Tokyovirus et des Tunisvirus. Celui-là, l’équipe le classe parmi les « Marseillevirus », ou Marseilleviridés.

Parue dans la revue Nature Communications, la découverte remet en cause les idées sur les modes d’infection des virus. En principe, un tel parasite intracellulaire est soit « cytoplasmique », soit « nucléaire ». Dans le second cas, il se débrouille pour pénétrer dans le noyau et y utiliser la machinerie de son hôte pour répliquer son ADN, en lire les gènes et fabriquer les protéines des virions, pour se multiplier. Les virus cytoplasmiques, eux, doivent embarquer des protéines pour faire ce travail en dehors du noyau. « Ils doivent tout avoir dans leur sac à dos ». « Tout », ce sont deux enzymes, l’ADN polymérase, pour fabriquer de l’ADN, et l’ARN polymérase, pour lire les gènes et synthétiser des protéines (la transcription).

Nouméavirus se reproduit dans le cytoplasme mais, pourtant, son « sac à dos » ne comporte pas d’ARN polymérase, comme l’ont montré les analyses de « protéomique » menées par l’équipe. Alors comment fait-il ? « Au début de la découverte des virus géants, nous cherchions à en trouver le plus possible. Pour vérifier que nous n’avions pas affaire à quelques monstres rarissimes. Mais aujourd’hui, nous avons compris qu’il y en a un peu partout, qu’ils sont très nombreux et très variés. Alors nous essayons maintenant de comprendre comment ils fonctionnent. Nous faisons de la dissection moléculaire… » C’est ainsi que l’équipe cherche à insérer des gènes viraux dans l’ADN de l’amibe. Pour ce faire, ils utilisent des marqueurs fluorescents, des « GFP » (Green Fluorescent Protein), que l’on sait associer à l’activité de tel ou tel gène (ce qui a valu un prix Nobel en 2008).

Virus géants

Portrait de famille, incomplet, de virus géants. Avec une longueur de 1 micron, Pandoravirus est le plus grand, trouvé dans les eaux de la côte chilienne et lui aussi parasite d’amibes. (Source : Chantal Abergel, Jean-Michel Claverie et al.)

Avec Nouméavirus, cette fluorescence initialement limitée dans le noyau se répand dans la cellule, avant de s’y retrouver de nouveau confinée. « Cela signifie que les pores de la membrane nucléaire s’ouvrent. À distance, comme avec une zappette, le virus rend le noyau poreux pour récupérer les enzymes de l’amibe et commence, grâce à elles, la transcription de ses propres gènes. Puis, avec sa zappette, il referme les pores ! Pour poursuivre sa multiplication, il utilise alors ses propres enzymes. Du jamais vu… » Quelle est la nature de cette zappette ? Elle reste pour l’heure inconnue. Cette propriété est vraisemblablement partagée par les autres membres de la famille des Marseillevirus et jette un nouvel éclairage sur les modes d’infection d’autres virus à ADN qui, bien que dépourvus d’appareil transcriptionnel, semblent indépendants du noyau de l’hôte.

Pour l’équipe marseillaise, cette particularité rejoint les éléments qui construisent une autre histoire évolutive des virus. Ils seraient les descendants d’anciennes lignées d’organismes qui auraient évolué vers la simplification, comme tous les parasites du monde. D’abord cytoplasmiques, ces virus auraient appris à utiliser la mécanique nucléaire de l’hôte – la situation actuelle des Nouméavirus – puis d’autres seraient devenus capables d’introduire leur génome dans le noyau. « Il y a une vive contestation de ce point de vue. D’autres pensent que les virus, au contraire, ont commencé petits et se sont complexifiés ensuite. » Dans la vision marseillaise, les virus géants, dont les gènes ne ressemblent aucunement à ceux des trois branches du vivant (archées, bactéries et eucaryotes), descendraient d’organismes cellulaires très anciens, plus vieux que Luca (Last Universal Common Ancestor), dernier ancêtre commun universel. « C’est un débat fondamental. Et quand il y a ce genre de discussion, c’est qu’on est à l’aube d’une grande découverte ! »

Source : Futura-Sciences

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