En bref (Août 2013, partie I) – prions et virus géants

Sélection du mois, première partie:
prions, alcool et levures, ou comment une protéine prion sensible aux changements de milieu peut aider les levures à faire face à de fortes concentrations d’alcool,
virus géants, ou comment la découverte de virus plus grands que ceux connus jusqu’ici, à la fois en terme de taille et de contenu génétique, invite la communauté scientifique à repenser sa vision des virus.

  • Prions, alcool et levures

Le mot prion est généralement associé à la “maladie de la vache folle” ou à la maladie de Creutzfeldt-Jakob. De notre point de vue d’humain, les prions sont de vilaines petites choses. Cependant, ils peuvent s’avérer bénéfiques pour d’autres organismes. Dans une étude publiée dans le journal Cell, Holmes et al. rapportent que la levure Saccharomyces cerevisiae semble utiliser la forme prion d’une protéine appelée Mot3 pour faire face à des changements dans son environnement.

Les prions sont essentiellement des formes mal pliées de protéines normales et peuvent ainsi entraîner un gain ou une perte de fonction pour ces protéines. Dans des conditions de culture en laboratoire normales, la transformation de Mot3 dans sa forme prion [MOT3+] chez les levures se produit spontanément, mais très rarement. Les chercheurs ont observé que lorsque les levures étaient exposées à de fortes concentrations d’alcool, semblables à celles rencontrées naturellement lors du processus de fermentation, la quantité de la forme prion [MOT3+] présente dans les levures était multipliée par 10. En parallèle, les levures, qui vivent normalement à l’état unicellulaire, se réorganisaient en un état multicellulaire, restant “collées” les unes aux autres après s’être multipliées. Lorsque les levures étaient ensuite exposées à de faibles taux d’oxygène (ce qui se produit également lors du processus de fermentation), elles revenaient à un état unicellulaire et contenaient à nouveau essentiellement la forme normale de Mot3.

Les auteurs de l’étude émettent l’hypothèse que la conversion de Mot3 entre sa forme normale et sa forme prion constitue un interrupteur moléculaire répondant aux conditions environnementales et permettant aux levures de passer d’un état unicellulaire à une organisation multicellulaire via la régulation d’une autre molécule, appelée FLO11, impliquée dans le contrôle de l’adhésion cellulaire.

(Holmes et al., Cell 28 March 2013, doi: 10.1016/j.cell.2013.02.026)

  • Virus géants

Les virus sont considérés depuis longtemps comme de petites choses non vivantes, de simples paquets d’information génétique incapables de se reproduire tout seuls. La plupart des virus ne contiennent pas plus de dix gènes et sont en moyenne 15 à 20 fois plus petits qu’une bactérie E. coli. Il y a environ 10 ans, la découverte d’un virus géant par une équipe de recherche française est venue remettre en question cette façon de considérer les virus. Appelé Mimivirus (pour “microbe-mimicking virus”), ce virus géant était plus grand en taille et en contenu ADN que certaines bactéries mais se reproduisait en infectant des amibes (organismes unicellulaires eucaryotes) et en utilisant la machinerie cellulaire de son hôte, comme le fait un virus classique. La même équipe de recherche vient maintenant de décrire un virus encore plus gros, contenant le plus grand génome jamais vu dans un virus.

En juillet, Philippe et al. ont rapporté dans le journal Science la découverte de deux virus géants, qu’ils ont appelés Pandoravirus. L’un a été trouvé dans un échantillon de sédiment marin collecté près de la côte du Chili (P. salinus), l’autre dans un échantillon de boue issue d’un étang d’eau douce en Australie (P. dulcis). Malgré leur grande taille, proche de celle d’une bactérie, les deux Pandoravirus se sont bien avérés être de nature virale. Ils ne possédent pas les caractéristiques traditionnelles des organismes cellulaires (par exemple, ils ne peuvent pas fabriquer leurs propres protéines, ne produisent pas d’énergie sous forme d’ATP, ne se reproduisent pas en se divisant en deux cellules filles) et leur cycle de réplication, que les chercheurs ont observé dans sa totalité (10-15h) par microscopie optique et électronique, est bien typique d’un virus: après avoir été absorbées par les amibes, les particules virales vidaient leur contenu en protéines et ADN dans la cellule-hôte et utilisaient la machinerie cellulaire de leur hôte pour se répliquer, conduisant à l’éclatement de la cellule-hôte et à la libération de centaines de nouvelles particules virales. Le séquençage du génome contenu dans ces particules a révélé une taille de 2,5 millions de bases ADN pour P. salinus, faisant de celui-ci le plus grand génome viral jamais vu. Fait intéressant, les chercheurs ont aussi trouvé que seulement 7% des 2 556 gènes présumés de P. salinus ressemblaient à des séquences ADN présentes dans les bases de données actuelles.

La découverte de ces deux Pandoravirus, avec leur large génome capable de rivaliser avec celui de certaines bactéries et se rapprochant même du domaine eucaryote, contribue à pousser les scientifiques à repenser la manière dont ils considèrent les virus. En outre, le fait que la plupart des séquences ADN du pandoravirus ne ressemblent à rien de connu nous rappelle combien nous connaissons peu la diversité microbienne qui existe sur la Terre et combien il y a encore à apprendre sur les virus et leurs relations avec les organismes cellulaires.

(Philippe et al., Science 19 July 2013, doi: 10.1126/science.1239181)

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2 réflexions sur “En bref (Août 2013, partie I) – prions et virus géants

  1. Jean-Michel Claverie août 28, 2013 / 2:13

    Pandoravirus: très bon résumé/commentaire. Bravo! Vous avez tout compris! .

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