Virus Qui Steal DNA

Si l'étude des virus qui infectent les bactéries n'est pas votre passion de toujours, vous pourriez être intéressé de savoir qu'un bactériophage contient de l'ADN qui semble être lié à une toxine d'araignée.

Si vous êtes un biologiste qui étudie ces types de virus, cette découverte peut surprendre totalement. AdvertisementAdvertisement

C'est probablement ce qu'ont ressenti deux chercheurs de l'Université Vanderbilt lorsqu'ils ont séquencé le génome du phage WO et découvert l'ADN qui ressemblait au gène de la latrotoxine.

Cette toxine, trouvée chez les araignées noires veuves, percute fatalement des trous dans les cellules de ses victimes.

La partie la plus surprenante, cependant, n'est pas que le virus ait eu des morceaux d'ADN semblables à un autre organisme.

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Les scientifiques savent déjà que les virus peuvent voler l'ADN de leurs hôtes.

Cela vaut aussi bien pour les virus qui infectent les eucaryotes - les créatures avec un noyau dans leurs cellules - que pour ceux qui infectent les bactéries. Mais les virus ont généralement seulement des segments d'ADN similaires à leur hôte direct.

PublicitéPublicitéA notre connaissance, il s'agit du premier rapport d'ADN ressemblant à un animal trouvé dans un virus bactérien. Sarah Bordenstein, Université Vanderbilt

Le phage WO est différent.

Les chercheurs ont découvert que ce virus contenait de l'ADN qui ne ressemble pas à celui de son hôte - un parasite bactérien appelé Wolbachia - mais à l'ADN de son hôte. A savoir, l'araignée veuve noire.

Wolbachia n'infecte pas seulement les araignées veuves noires. On le trouve également dans les cellules de plus de 40 pour cent de tous les arthropodes dans le monde, y compris les insectes, les crustacés et d'autres araignées.

La découverte place le phage WO dans une place unique parmi les virus.

"A notre connaissance, il s'agit du premier rapport d'ADN ressemblant à un animal trouvé dans un virus bactérien", écrit l'auteure Sarah Bordenstein, spécialiste de la recherche à l'Université Vanderbilt, dans un article sur cette découverte.

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Elle et Seth Bordenstein, Ph.D., professeur agrégé de sciences biologiques et de pathologie, de microbiologie et d'immunologie à Vanderbilt, ont publié leur étude le 11 octobre dans la revue Nature Communications.

Jusqu'à présent, le phage WO est unique, mais cela ne signifie pas que les scientifiques ne trouveront pas d'autres bactériophages contenant de l'ADN semblable à un animal.

"Je suis optimiste que les chercheurs trouveront plus de cas que d'autres génomes viraux sont révélés", a déclaré Sarah Bordenstein, "surtout maintenant que nous sommes à l'affût, mais ce n'est peut-être pas le cas. "

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Est-ce un vol d'ADN?

Il est tentant de dire que le virus a "volé" l'ADN de l'araignée veuve noire.

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Mais il y a de nombreuses façons pour les deux organismes de se retrouver avec un ADN similaire.

Ils auraient pu développer les gènes séparément, ce qu'on appelle l'évolution convergente. Le lien étroit entre le virus, la bactérie et les arthropodes, cependant, indique une sorte de transfert de gènes.

"Le phage WO existe dans une niche unique car il infecte les cellules des bactéries très performantes qui infectent les cellules des insectes", a déclaré Sarah Bordenstein. "Cela offre plus d'opportunités pour l'exposition génétique et le transfert. "

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Donc, s'il s'agissait d'un transfert de gène, comment est-ce arrivé?

Le phage WO peut avoir ramassé l'ADN directement de l'araignée veuve noire. Ou Wolbachia - ou un autre virus ou une bactérie - peut avoir ramassé l'ADN de l'araignée et l'avoir transmis au phage WO.

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Ou des séquences d'ADN auraient pu couler dans l'autre sens.

"Simplement dit, nous ne sommes pas absolument confiants dans la direction du transfert. Mais cette option ne serait-elle pas intéressante? Sarah Bordenstein a dit à Healthline. "Soit l'araignée a transmis un fragment utile d'ADN à un virus bactérien, soit le phage a contribué à l'évolution du venin d'araignée. "

Sur son blog, Sarah Bordenstein écrit que la preuve" penche vers l'araignée à virus, peut-être via un intermédiaire encore à découvrir. "

Le génome du phage WO n'inclut pas le gène entier de la toxine d'araignée. Mais il a un ADN qui est similaire à la partie protoxine du gène - ce segment est supposé être impliqué dans la rupture des cellules araignées qui produisent la toxine.

Les chercheurs ont également trouvé d'autres types d'ADN ressemblant à des animaux dans le génome du phage. Cet ADN ressemblait à des gènes utilisés par les cellules animales pour détecter des pathogènes ou échapper aux réponses immunitaires.

Ces fragments d'ADN ressemblant à des animaux peuvent aider le virus à traverser les membranes des cellules bactériennes et animales ou à survivre dans l'environnement cellulaire de l'hôte animal.

D'autres recherches sont nécessaires pour savoir à quoi servent ces segments d'ADN, le cas échéant, pour le phage WO.

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Virus combattant les virus

Les chercheurs ont également identifié comment le phage WO s'insère dans le génome de son hôte.

Ceci, écrit Sarah Bordenstein, "offre une méthode potentielle d'accès au chromosome de Wolbachia afin de débloquer ses secrets" - alias génie génétique du virus.

Cela pourrait être utile pour combattre les virus qui affectent les humains.

L'un des hôtes de Wolbachia est le moustique porteur de virus comme la dengue et le Zika. Les scientifiques ont découvert que Wolbachia peut réduire la capacité des moustiques à transmettre ces virus nuisibles.

L'histoire nous a appris que les microbes s'adaptent constamment. Matthew Aliota, Université du Wisconsin-Madison

"Un avantage majeur [de cette méthode] est qu'il est autosuffisant", Matthew Aliota, Ph. D., un assistant scientifique à l'Université du Wisconsin-Madison, a déclaré à Healthline. "Les Wolbachia sont hérités par la mère, donc une fois que vous avez établi Wolbachia dans une population, vous n'avez plus à relâcher continuellement les moustiques. "

Les scientifiques utilisent cette approche pour lutter contre les maladies transmises par les moustiques au Brésil et dans d'autres pays.

La souche de Wolbachia utilisée par le programme Eliminate Dengue est déjà efficace, ce qui rend le génie génétique moins attrayant. Mais ce n'est peut-être pas toujours le cas.

"Le biocontrôle de la dengue et du Zika de Wolbachia semble extrêmement prometteur", a déclaré Aliota. "Cependant, cela dit, il y a toujours place à amélioration. L'histoire nous a appris que les microbes s'adaptent constamment. "

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