16 nouveaux virus géants découverts dans le sol d'une forêt

Les virus sont des agents infectieux que l'on imagine en général plus petits que des bactéries ou des cellules humaines. Mais cette conception a été complètement bouleversée ces dernières années par la découverte de virus géants dans des milieux aquatiques ou dans le pergélisol. Les virus géants déjà connus, comme les mimivirus, pandoravirus, Tupanvirus, infectent souvent des cellules eucaryotes, amibes ou alguesalgues.

Mais voici que des chercheurs américains ont découvert par hasard 16 nouveaux virus géants dans un échantillon de sol prélevé en mai 2017 : dans le cadre d'une étude sur le climatclimat, les scientifiques cherchaient, en fait, des bactéries pour savoir comment elles s'adaptaient à l'élévation de température. Pour leurs expériences, ils ont mis en suspension les cellules microbiennes avec une solution de détergent doux qui contenait un colorant de l'ADNADN. Puis, ils ont utilisé la cytométrie de flux pour isoler les cellules. Comme les virus géants ont des tailles similaires à celles des bactéries, ils pouvaient eux aussi être identifiés de cette façon.

Grâce à la technique de « mini-métagénomiquemétagénomique », généralement utilisée pour les milieux aquatiques, 2.000 cellules ou particules ont été séquencées, faisant apparaître 16 nouveaux virus géants. Ces virus représentaient de nouvelles lignées virales ou étaient proches d'autres virus géants connus : les Klosneuvirus, le virus CroV (un virus de la famille des Mimiviridae) ou les Tupanvirus. Les chercheurs ont noté un nombre important de gènesgènes -plus de 240 - codant pour des protéinesprotéines de la capsidecapside, la structure protéique qui enveloppe le génome.

Le sol de la forêt de Harvard, dans le Massachusetts, sert à une expérience visant à comprendre l'impact du réchauffement à long terme. © Jeff Blanchard

Une diversité microbienne à explorer

Les chercheurs ont baptisé les virus avec des noms évoquant leur origine : Dasovirus, du grec daso, pour forêt, ou Solumvirus, du latin solum, pour sol. Ils proposent aussi d'en appeler un Harvovirus, en l'honneur de la forêt de Harvard où il a été trouvé. Un autre virus, dont le génome compte 2,4 millions de paires de bases, a été nommé Hyperionvirus en référence à l'arbrearbre le plus haut du monde, un séquoia. Hyperionvirus possède le plus gros génome identifié dans la famille des Mimiviridae.

Dans un communiqué, Frederik Schulz, l'un des auteurs de la publication parue dans Nature Communications, a expliqué : « Le fait que nous ayons trouvé tous ces génomes de virus géants dans le sol était particulièrement intriguant, car la plupart des virus géants décrits précédemment ont été découverts dans des habitats aquatiques. Les données métagénomiques générées ici, à partir d'un seul site d'échantillonnageéchantillonnage, contenaient beaucoup plus de nouveaux génomes de virus géants que n'importe quel ensemble de données que j'ai vu à ce jour. »

Si 16 nouveaux virus géants ont pu être identifiés dans un seul échantillon de sol, on peut imaginer que ces micro-organismesmicro-organismes sont bien plus nombreux et répandus sur Terre... Les écosystèmesécosystèmes microbiens du sol ont encore beaucoup de choses à nous apprendre !

Deux virus géants découverts au Brésil

Article paru le 5 mars 2018

Ces deux nouveaux virus, appelés Tupanvirus, sont si grands et si complexes qu'ils bouleversent nos conceptions sur la définition du monde viral. Dépassant en taille le Pandoravirus, détenteur du précédent record, ils possèdent presque tout le matériel génétiquematériel génétique nécessaire pour produire leurs propres protéines. Pourquoi ?

Comment définir un virus ? Situés à la limite du monde vivant, les virus sont incapables de se reproduire seuls. En général, quand un virus infecte une cellule, il utilise la machinerie cellulaire pour se répliquer et fabriquer ses protéines comme celles de sa capside, la structure qui entoure le génome.

Dans un article paru dans la revue Nature Communications, des chercheurs français et brésiliens décrivent la découverte de deux nouveaux virus géants. Ils sont les plus grands jamais décrits : visibles au microscope optiquemicroscope optique, ils mesurent de l'ordre d'un micromètremicromètre de long, voire plus de deux micromètres, à cause de leur queue qui peut être particulièrement longue. Ces virus sont donc plus grands que des bactéries. Par comparaison, le virus de la grippevirus de la grippe est 10 à 20 fois plus petit !

Ces deux Tupanvirus ont été nommés en référence au dieu Tupa, une figure de la mythologie des Guarani. Leur nom tient aussi compte du lieu de leur découverte : Tupanvirus soda lake, trouvé dans un lac, et Tupanvirus deep ocean, trouvé dans des sédimentssédiments océaniques à 3.000 mètres de profondeur.

Particules de Tupanvirus au microscope électronique à balayage. La barre représente un micromètre. Ces virus possèdent une queue. © Abrahão et al., Nature Communications, 2018.

Les Tupanvirus possèdent un génome complexe

Les Tupanvirus ne sont pas les premiers virus géants décrits. Cette passionnante saga a commencé en 2003 par la découverte l'équipe de Jean-Michel Claverie et Chantal Abergel, les deux fondateurs de l'IGS (laboratoire Information génomique et structurale, du CNRS, à Luminy, près de Marseille), du Mimivirus, dont le nom signifie « virus qui mime un microbe » (mimicking microbe). D'autres virus géants ont été identifiés par la suite, le record étant jusque-là tenu par le Pandoravirus.

Leur génome code pour des centaines de gènes dont certains jouent des rôles dans la réparation de l'ADN, sa réplicationréplication, la transcriptiontranscription et la traduction. Or, la traduction marque généralement une frontière entre le monde des virus et celui des cellules car les virus ont besoin de l'appareil cellulaire pour cette étape. Pourtant, ces virus grand format possèdent des gènes codant pour des ARNtARNt et même des aminoacyl-ARNt synthétases, des enzymesenzymes indispensables à la traduction.

Le génome des Tupanvirus mesure entre 1,44 et 1,51 million de paires de bases. Il s'agit d'un ADN double brindouble brin qui, d'après les chercheurs, peut coder entre 1.276 et 1.425 protéines. Les deux Tupanvirus possèdent jusqu'à 70 ARNt, 20 aminoacyl-ARNt synthétases, ainsi que des facteurs servant à la traduction des protéines, la maturation des ARNmARNm et des ARNt et à la modification des protéines par les ribosomesribosomes. En définitive, les Tupanvirus possèdent la machinerie de production de protéines la plus complète jamais décrite dans le monde viral. Ils ont quasiment toute la panoplie des gènes nécessaires à la fabrication des protéines. Il ne leur manque que les ribosomes !

Les Tupanvirus semblent faire partie de la famille des Mimiviridés et infectent des amibes, comme tous les virus géants découverts jusqu'ici. Ils sont toxiques pour ces cellules et provoquent une dégradation du noyau.