Actualités – HOUSTON – (1er juin 2024) –Un groupe de biologistes marins de divers pays a fait une découverte extraordinaire en découvrant des traces d’anciens ARN viraux intégrés dans l’ADN d’organismes symbiotiques résidant dans les récifs coralliens.

Dans une découverte remarquable, il a été révélé que des fragments d’ARN dérivés de virus infectaient des organismes symbiotiques depuis 160 millions d’années. La découverte étonnante, mise en évidence dans une récente publication en libre accès dans la revue Communications Biology by Nature, a un énorme potentiel pour améliorer notre compréhension de la bataille en cours contre les infections virales chez les coraux et les organismes apparentés. Cette découverte a surpris les scientifiques car l’intégration des virus à ARN dans l’ADN de leurs organismes hôtes est un phénomène inhabituel.

Grâce à la recherche, il a été révélé que les éléments viraux endogènes (EVE) sont répandus dans la constitution génétique des symbiotes coralliens. Ces symbiotes, connus sous le nom de dinoflagellés, sont des algues unicellulaires qui résident à l’intérieur des coraux, donnant à leurs hôtes leur couleur vive. L’identification d’EVE renforce les découvertes récentes selon lesquelles les virus, non limités aux rétrovirus, ont la capacité d’insérer des fragments de leur matériel génétique dans les génomes de leurs organismes hôtes.

« Alors comment c’est arrivé ? » a demandé Adrienne Correa, l’une des co-auteurs de l’étude de l’Université Rice. Il a en outre expliqué: « Bien que cela puisse sembler accidentel, les chercheurs constatent de plus en plus que de tels événements sont plus fréquents qu’on ne le pensait auparavant. Ces » accidents « ont été identifiés chez un large éventail d’hôtes, des chauves-souris et des fourmis aux plantes et aux algues. »

La présence d’un virus à ARN dans un symbiote corallien a été une révélation inattendue.

« J’ai trouvé ce projet très excitant », a déclaré Alex Veglia, auteur principal de l’étude et étudiant diplômé de l’équipe de recherche de Correa. Veglia a poursuivi: « Sur la base de nos connaissances actuelles, il n’y a vraiment aucune explication logique à la présence de ce virus dans le génome du symbiote. »

La recherche, financée par la Tara Ocean Foundation et la National Science Foundation, a été lancée par Correa, Veglia, avec deux scientifiques de l’Oregon State University : la chercheuse postdoctorale Kalia Bistolas et l’écologiste marine Rebecca Vega Thurber. En révélant des informations importantes, cette recherche offre des indices précieux aux scientifiques pour accroître leur compréhension des conséquences écologiques et économiques des virus sur le bien-être des récifs coralliens.

Au cours de leur enquête, les chercheurs n’ont détecté aucun élément viral endogène (EVE) dérivé de l’ARN viral dans des échantillons d’eau de mer filtrés ou dans les génomes de coraux durs sans dinoflagellés, hydrocoraux ou méduses. Cependant, EVE a été trouvé largement dans les symbiotes coralliens collectés sur divers sites de récifs coralliens. Cela suggère que les virus pathogènes étaient, et sont probablement toujours, sélectifs dans le choix de leurs hôtes cibles.

Correa, professeur adjoint de biosciences, a souligné la diversité des virus présents sur notre planète. Il a expliqué: « Même si nous avons des connaissances approfondies sur des virus spécifiques, la plupart des virus restent non caractérisés. Nous pouvons peut-être détecter leur présence, mais nous ne connaissons toujours pas l’organisme hôte. »

Correa a mis en évidence les diverses méthodes par lesquelles les virus, y compris les rétrovirus, peuvent se répliquer par infection de l’hôte. Il a déclaré: « L’un des aspects intéressants de notre étude est que ce virus à ARN n’est pas classé comme un rétrovirus. Compte tenu de cela, on ne s’attendrait pas à ce qu’il s’intègre dans l’ADN de l’hôte. »

Correa commente: « Au cours des dernières années, nous avons observé de nombreux virus dans les colonies de coraux, mais il a été difficile d’identifier leurs cibles spécifiques. » Il a ajouté : « Par conséquent, cette découverte nous fournit les données les plus fiables et les plus concluantes concernant les véritables hôtes de virus associés aux colonies de coraux. Grâce à ces connaissances, nous pouvons maintenant comprendre pourquoi les symbiotes conservent l’ADN ou des parties du génome. Des questions se posent : Pourquoi ne disparaît-il pas avec le temps ? »

La révélation que les éléments viraux endogènes (EVE) ont été préservés pendant des millions d’années implique qu’ils pourraient avoir un rôle bénéfique pour les symbiotes coralliens. Cela suggère également l’existence d’un mécanisme qui favorise activement l’intégration du génome EVE.

Veglia révèle de nombreuses possibilités d’exploration plus approfondie, telles que l’étude de la fonction de ces éléments comme mécanismes antiviraux chez les dinoflagellés et l’évaluation de leur impact potentiel sur la santé des récifs, en particulier dans le contexte de la hausse des températures océaniques.

Veglia soulève une question importante concernant l’effet potentiel de la hausse des températures de l’eau de mer sur la présence d’éléments viraux endogènes (EVE) chez les espèces de Symbiodiniaceae. Il se demande si la présence d’EVE dans leur génome améliore leur capacité à combattre les infections causées par les virus à ARN d’aujourd’hui. Ces questions soulignent la nécessité de poursuivre les recherches pour démêler les relations complexes entre EVE, le génome symbiote et la réponse à une infection virale dans des conditions environnementales changeantes.

« Dans une autre étude, nous avons démontré qu’il y avait une augmentation de l’infection par l’ARN viral lors des épisodes de stress thermique chez les coraux. Par conséquent, de nombreux facteurs interdépendants sont en jeu. Les découvertes actuelles fournissent une autre pièce précieuse pour résoudre le puzzle », explique Veglia. La relation complexe entre le stress thermique, l’infection virale et la santé des coraux nécessite un examen complet pour acquérir une compréhension holistique de la dynamique impliquée.

Correa a mis en garde contre les hypothèses sur l’impact négatif du virus, mais il a également noté qu’il existe des preuves suggérant une productivité accrue dans des conditions de stress thermique. Cela met en évidence la complexité de la situation et la nécessité d’une enquête plus approfondie pour mieux comprendre l’impact potentiel du virus sur la santé des coraux.

Thurber occupe le poste distingué de professeur Emile F. Pernot au Département de microbiologie de l’Oregon State University.

Cette étude a impliqué plus de 20 co-auteurs de l’Université de Constance, en Allemagne ; Institut suisse de microbiologie et Institut de bioinformatique, Zürich ; Université de Perpignan, France ; Centre Scientifique de Monaco ; Université Paris-Saclay, Évry, France ; Fondation Tara Océan, Paris ; Université du Maine ; Université de la Sorbonne, France ; Université de Tsukuba, Japon ; Université des sciences et des lettres de Paris, France ; Université Paris-Saclay ; Institut Weizmann des sciences, Rehovot, Israël ; Université de la Côte d’Azur, Nice, France ; Institut européen de bioinformatique, Université de Cambridge, Royaume-Uni ; Université d’État de l’Ohio ; et l’Université nationale d’Irlande, Galway.

Le soutien de la National Science Foundation est assuré par trois subventions (2145472, 2025457, 1907184).

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Articles évalués par des pairs :

« Les éléments viraux endogènes démêlent la relation entre les virus à ARN non rétroviraux et les génomes des dinoflagellés symbiotiques » | Biologie des communications | DOI : 10.1038/s42003-023-04917-9

Auteurs : Alex J. Veglia, Kalia SI Bistolas, Christian R, Voolstra, Benjamin CC Hume, Hans-Joachim Ruscheweyh, Serge Planes, Denis Allemand, Emilie Boissin, Patrick Wincker, Julie Poulain, Clémentine Moulin, Guillaume Bourdin, Guillaume Iwankow, Sarah Romac, Sylvain Agostini, Bernard Banaigs, Emmanuel Boss, Chris Bowler, Colomban de Varga, Eric Douville, Michel Flores, Didier Forcioli, Paola Furla, Pierre Galand, Eric Gilson, Fabien Lombard, Stéphane Pesant, Stéphanie Reynaud, Matthew B. Sullivan, Shinichi Sunagawa, Olivier Thomas, Romain Troublé, Didier Zoccola, Adrienne MS Correa et Rebecca L. Vega Thurber

https://doi.org/10.1038/s42003-023-04917-9