Presse du jour
Vous êtes-vous déjà demandé si le virus qui vous a donné un vilain rhume pouvait en attraper un lui-même ? Cela peut vous réconforter de savoir que oui, les virus peuvent effectivement tomber malades. Mieux encore, comme le voudrait la justice karmique, les coupables s’avèrent être d’autres virus.
Les virus peuvent tomber malades dans le sens où leur fonction normale est altérée. Lorsqu’un virus pénètre dans une cellule, il peut soit rester inactif, soit commencer à se répliquer tout de suite. Durant sa réplication, le virus réquisitionne essentiellement l’usine moléculaire de la cellule pour produire de nombreuses copies de lui-même, puis sort de la cellule pour libérer de nouvelles copies.
Parfois, un virus pénètre dans une cellule pour révéler que son nouveau logement temporaire abrite déjà un autre virus dormant. Surprise Surprise. S’ensuit une combat pour le contrôle de la cellule qui a la capacité de être gagnée par l’une ou l’autre des parties.
Mais parfois, un virus pénètre dans une cellule et y trouve un choc particulièrement désagréable : un locataire viral attendant spécifiquement de s’attaquer au virus entrant.
Je suis bioinformaticien et mon laboratoire étudie l’évolution des virus. Nous rencontrons fréquemment des « virus de virus », mais nous avons récemment découvert quelque chose de nouveau : un virus qui s’accroche au cou d’un autre virus.
Un monde de satellites
Les biologistes connaissent depuis de nombreuses années l’existence de virus qui s’attaquent à d’autres virus – appelés « satellites » viraux. En 1973, des chercheurs étudiant le bactériophage P2, un virus qui infecte la bactérie intestinale Escherichia coli, ont découvert que cette infection conduisait parfois à l’émergence de deux types différents de virus hors de la cellule : le phage P2 et le phage P4.
Le bactériophage P4 est un virus tempéré, ce qui signifie qu’il peut s’intégrer dans le chromosome de sa cellule hôte et rester dormant. Quand P2 infecte une cellule hébergeant déjà P4, la P4 latente se réveille rapidement et utilise les instructions génétiques de P2 pour fabriquer des centaines de ses propres petites particules virales. Le P2 sans méfiance a la chance de se reproduire a de nombreuses reprises, voire pas du tout. Dans ce cas, les biologistes qualifient P2 de virus « auxiliaire », parce que le satellite P4 a besoin du matériel génétique de P2 pour se répliquer et se propager.
Les bactériophages sont des virus qui infectent les bactéries.
Des recherches ultérieures ont montré que les nombreux espèces bactériennes disposent d’un assortiment diversifié de systèmes satellites auxiliaires, comme celui de P4-P2. Par contre les satellites viraux ne se limitent pas aux bactéries. Peu de temps après la découverte du plus gros virus connu, le mimivirus, en 2003, les scientifiques ont aussi découvert son satellite, qu’ils ont baptisé Spoutnik. Les satellites viraux végétaux qui se cachent dans les cellules végétales Pendant ce temps d’autres virus sont aussi très répandus et peuvent avoir des effets importants sur les cultures.
Course aux armements virale
Alors que les chercheurs aient découvert des systèmes viraux satellites dans quasiment tous les secteurs de la vie, leur importance pour la biologie reste sous-estimée. De toute évidence, les satellites viraux ont un impact direct sur leurs virus « auxiliaires », les mutilant généralement mais en provoquant parfois des tueurs plus efficaces. Pourtant, c’est certainement la moindre de leurs participations à la biologie.
Les satellites et leurs assistants sont aussi engagés dans une course aux armements évolutive sans fin. Les satellites développent de nouvelles façons d’exploiter les assistants et les assistants développent des contre-mesures pour les bloquer. Car les deux camps sont des virus, les résultats de cette guerre intestine incluent nécessairement quelque chose d’intéressant pour les gens : les antiviraux.
Des travaux récents indiquent que de nombreux systèmes antiviraux qui auraient évolué dans les bactéries, comme les ciseaux moléculaires CRISPR-Cas9 utilisés dans l’édition génétique, pourraient provenir de phages et de leurs satellites. Ironiquement, avec leurs taux de renouvellement et de mutation élevés, les virus auxiliaires et leurs satellites se révèlent être des points chauds évolutifs pour les armes antivirales. En essayant de se déjouer les uns les autres, les virus satellites et auxiliaires ont mis au point une gamme sans précédent de systèmes antiviraux que les chercheurs peuvent exploiter.
MindFlayer et MiniFlayer
Les satellites viraux ont le potentiel de la façon dont les chercheurs comprennent les stratégies antivirales, mais il reste encore grand nombre à apprendre à leur sujet. Dans nos travaux récents, mes collaborateurs et moi décrivons un bactériophage satellite complètement différent des satellites connus auparavant, qui a développé un mode de vie unique et effrayant.
Des chasseurs de phages de premier cycle de l’Université du Maryland, dans le comté de Baltimore, ont isolé un phage satellite appelé MiniFlayer à partir de la bactérie du sol Streptomyces scabiei. MiniFlayer a été trouvé en association étroite avec un virus auxiliaire appelé bactériophage MindFlayer qui infecte la bactérie Streptomyces. Mais des recherches plus approfondies ont révélé que MiniFlayer n’était pas un satellite ordinaire.
Cette image affiche le phage satellite Streptomyces MiniFlayer (violet) attaché au cou de son virus auxiliaire, le phage Streptomyces MindFlayer (gris). Tagide deCarvalho, CC BY-SA
MiniFlayer est le principal phage satellite connu à avoir échoué sa compétence à rester dormant. Ne pas pouvoir attendre que votre assistant entre dans la cellule constitue un défi important pour un phage satellite. Si vous avez besoin d’un autre virus pour se répliquer, comment pouvez-vous garantir qu’il pénètre dans la cellule à peu près au même moment que vous ?
MiniFlayer a relevé ce défi avec un aplomb évolutif et une créativité de film d’horreur. Au lieu d’attendre, MiniFlayer est passé à l’offensive. Empruntant à la fois à « Dracula » et à « Alien », ce phage satellite a développé un court appendice qui lui permet de s’accrocher au cou de son assistant comme un vampire. Assortiment, l’assistant imprudent et son passager voyagent à la recherche d’un nouvel hôte, où le drame viral se déroulera à nouveau. Nous ne savons pas encore comment MiniFlayer soumet son assistant, ni si MindFlayer a développé des contre-mesures.
Si la récente pandémie nous a appris quelque chose, c’est que notre approvisionnement en antiviraux est plutôt limité. La recherche sur la nature complexe, entrelacée et parfois prédatrice des virus et de leurs satellites, comme la compétence du MiniFlayer à s’attacher au cou de son assistant, a le potentiel d’ouvrir de nouvelles voies pour la thérapie antivirale.
Ivan Erill reçoit un financement de la National Science Foundation des États-Unis. Il est affilié à l’Universitat Autònoma de Barcelona.
