Découverte d’un mode de vie pluricellulaire pour un virus, une première en virologie

Découverte d’un mode de vie pluricellulaire pour un virus, une première en virologie

Des chercheurs de l’Inra, du Cirad et du CNRS ont montré que les différents segments constitutifs du génome d’un virus dit multipartite1 peuvent exister dans des cellules distinctes de l’organisme cible, et travailler ensemble pour provoquer une infection. Ce résultat inédit va à l’encontre du paradigme fondateur en virologie, qui considère que le génome entier d’un virus pénètre et se réplique à l’intérieur d’une même cellule, puis passe à une autre cellule où il se réplique à nouveau, et ainsi de suite pour développer l’infection. Ce mode de vie pluricellulaire viral montré pour la première fois, pourrait exister pour d’autres systèmes viraux. Ces travaux ouvrent donc d’importantes perspectives de recherche en virologie.

Les virus multipartites sont des systèmes mal connus, alors qu’ils constituent près de 40 % des genres et familles virales chez les plantes. Les chercheurs de l’Inra, du Cirad et du Cnrs ont étudié le « Faba Bean Necrotic Stunt virus » (FBNSV), un virus multipartite de plante provoquant de graves maladies sur les légumineuses. Son génome est constitué de 8 segments différents, chacun encapsidé dans une particule virale distincte. Les chercheurs ont étudié le mécanisme d’infection par ce virus en détectant la présence des différents segments viraux dans les cellules de la plante en utilisant la microscopie en fluorescence. Ils ont ainsi montré que les différents segments du virus peuvent exister dans des cellules distinctes mais travaillent ensemble pour causer l’infection. Les scientifiques ont toujours considéré que les segments du génome viral devaient systématiquement se retrouver dans la même cellule, ces résultats originaux prouvent le contraire.

Une accumulation indépendante des segments génomiques dans différentes cellules

Imagerie par fluorescence montrant deux segments différents du génome du virus FBNSV localisés par hybridation in situ, l’un en vert et l’autre en rouge, dans des cellules différentes de la plante hôte.
Imagerie par fluorescence montrant deux segments différents du génome du virus FBNSV localisés par hybridation in situ, l’un en vert et l’autre en rouge, dans des cellules différentes de la plante hôte.
Les premiers résultats suggèrent que le virus peut fonctionner alors que ses différents segments apparaissent dans des cellules distinctes. Pour préciser ces observations, les chercheurs ont quantifié la fluorescence des segments marqués (en rouge et vert). Ils ont ainsi pu mesurer la quantité de chacun des segments dans les différentes cellules, et montrer qu’ils s’y accumulent de façon totalement indépendante, quel que soit le stade de l’infection.

Le virus peut être fonctionnel à l’échelle pluricellulaire

Pour mettre en évidence que la fonction d’un gène viral peut être effective dans une cellule où le gène en question est absent, les chercheurs ont étudié en particulier la fonction de réplication portée par le segment R. Dans les cellules où un autre segment (le segment S) est répliqué, donc dans les cellules où la fonction de réplication est présente, le segment R ainsi que la protéine de réplication (M-Rep) pour laquelle il code ont été recherchés. Les scientifiques ont démontré que bien que le segment R soit détectable dans une minorité de ces cellules (environ 40 %), la protéine M-Rep y est retrouvée dans 85 % des cas. Ceci suggère que la protéine M-Rep est présente dans des cellules où le segment R est absent, et que la protéine M-Rep ou son ARN messager sont capables de se déplacer de cellules à cellules, après leur production. Les chercheurs prouvent ainsi que les gènes viraux sont dispersés dans des cellules différentes mais « communiquent » et se complémentent au niveau intercellulaire pour assurer la fonctionnalité du système viral.

Ce mode de vie très particulier, démontré pour la première fois en virologie, ouvre de grandes perspectives de recherches dans ce domaine. Il est probable que les systèmes viraux multicomposants soient plus répandus. Désormais, pour nombre d’entre eux, un mode de vie pluricellulaire pourra maintenant être testé.

1. Dans les virus multipartites, le matériel génétique (ADN ou ARN) est constitué de plusieurs segments, chacun protégé dans une capsule protéique appelée capside. Les autres catégories de virus sont les virus monopartites comme la polio ou HIV ou Ebola (1 seul brin dans une capside) et les virus segmentés comme celui de la grippe (plusieurs brins dans une seule capside).

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :
  • Stéphane Blanc (04 99 62 48 04 ) Unité mixte de recherche « Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite » Inra-Cirad-Montpellier SupAgro
Contact(s) presse :
Inra service de presse (01 42 75 91 86)
Département(s) associé(s) :
Santé des plantes et environnement
Centre(s) associé(s) :
Occitanie-Montpellier

En savoir plus

Anne Sicard, Elodie Pirolles, Romain Gallet, Marie-Stéphanie Vernerey, Michel Yvon, Cica Urbino, Michel Peterschmitt, Serafin Gutierrez, Yannis Michalakis and Stéphane Blanc A multicellular way of life for a multipartite virus
eLife DOI: 10.7554/eLife.43599

11 Février : journée internationale des femmes et des filles de science

Le 22 décembre 2015, l’Assemblée générale a adopté la résolution A/RES/70/212 (link is external) par laquelle elle décide de proclamer le 11 février de chaque année Journée internationale des femmes et des filles de science.

Wolbachia : la bactérie qui change les cloportes mâles en femelles

Les bactéries Wolbachia influencent la manière dont est déterminé le sexe chez les cloportes.

Photographie du cloporte Armadillidium vulgare Auteur Cordaux & Gilber                                 licence creative commons

L’endosymbiose (association symbiotique où l’un des organismes, appelé endosymbionte, est présent à l’intérieur des cellules de son hôte ) est la forme la plus intime des interactions entre les animaux et les micro-organismes. Elle touche de nombreuses fonctions. Chez les cloportes, elle touche aussi la reproduction en influençant le déterminisme du sexe.

 

« L’évolution des animaux est notamment conditionnée par des interactions complexes avec des micro-organismes, la plus intime étant l’endosymbiose, un type de symbiose dans laquelle un partenaire microbien vit à l’intérieur des cellules de son hôte. L’endosymbiose a joué un rôle clé dans l’émergence des formes de vie majeures sur Terre et dans l’évolution de la diversité biologique. Son importance est parfaitement illustrée par l’existence des mitochondries et des chloroplastes, qui découlent d’évènements d’endosymbioses avec des bactéries. Des résultats accumulés au cours de ces dernières années montrent que les endosymbiotes affectent de nombreuses fonctions de leurs hôtes, telles que la nutrition, le développement, la défense contre des ennemis naturels ou encore l’immunité. Nos travaux sur les isopodes terrestres, plus connus sous le nom de cloportes (Figure 1), et leurs bactéries Wolbachia (Figure 2) illustrent parfaitement comment les micro-organismes endosymbiotiques peuvent influencer un autre processus biologique fondamental des animaux : le déterminisme du sexe (Cordaux et al. 2011, Cordaux et Gilbert 2017)…. »

voir la suite sur le site Planet Vie  (article de Richard Cordaux, directeur de recherche CNRS au laboratoire Écologie et biologie des interactions (EBI), une unité mixte de recherche du CNRS et de l’université de Poitiers)