Échange de gènes entre une microalgue et un virus géant
Par Benje le mardi, août 4 2009, 16:06 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Source: CNRS
Un transfert de gènes entre la microalgue Emiliania huxleyi et un virus géant vient d'être mis en évidence par des chercheurs du laboratoire Information génomique et structurale (CNRS) et de la Station biologique de Roscoff (CNRS/UMPC), au sein d'une équipe internationale. La particularité de cette découverte est l'implication dans ce transfert de plusieurs enzymes essentielles à toute la voie biosynthétique de la céramide, molécule polyvalente qui participe à divers processus de signalisation cellulaire chez les eucaryotes comme la mortalité cellulaire ou la méiose. Ces travaux sont publiés dans la revue Genome Research d'août 2009.
Les microorganismes océaniques photosynthétiques (cyanobactéries et
microalgues eucaryotes) sont à l'origine de plus de la moitié de la
production d'oxygène de la planète. Le niveau élevé de la production
biologique de ces microorganismes s'explique par la rapidité de leurs
cycles de reproduction et de mort. Il est établi que les virus
océaniques jouent un rôle significatif dans ce processus, en infectant
et tuant ces microorganismes quotidiennement. Emiliania huxleyi
est une microalgue eucaryote à large distribution océanique ; elle est
connue pour ses vastes efflorescences et la beauté des écailles de son
exosquelette en carbonate de calcium. La mort de ces algues précipite
des masses importantes d'exosquelettes dans la lithosphère océanique profonde (ces précipitations sont à l'origine des falaises de
craie blanche telles que celles de Douvres, en Angleterre, créée par
l'accumulation sur des millions d'années des exosquelettes de ces
microalgues).
Un virus géant icosaédrique (qui a une forme de polyèdre à 20 faces) à ADN nommé EhV est un facteur majeur à l'origine d'une mortalité massive chez E. huxleyi. Dans cet article, les chercheurs ont comparé la séquence génomique de E. huxleyi
avec celle du virus EhV. Ils ont ainsi pu établir les preuves d'un
transfert de gènes entre cette microalgue eucaryote et le virus. Plus
étonnant encore, ce transfert génique implique non pas un seul, mais
une série de sept gènes enzymatiques essentiels pour toute la voie
biosynthétique de la céramide (molécule polyvalente qui participe à divers processus de
signalisation cellulaire chez les eucaryotes comme la mortalité
cellulaire ou la méiose). Le transfert horizontal des gènes est un phénomène bien connu chez les bactéries pathogènes, qui acquièrent par le biais de ce type de transfert de
nouvelles fonctions telles que la résistance aux antibiotiques.
Cependant, il est rare d'observer le transfert de l'intégralité d'une
voie métabolique.
Les auteurs avancent également des preuves du fonctionnement actif de ces gènes de biosynthèse de la céramide tant chez E. huxleyi
que les virus. Chez les eucaryotes, la céramide est un élément
important des membranes cellulaires, jouant différents rôles dans la
réponse au stress et les signaux intracellulaires, y compris le contrôle de l'apoptose (mort cellulaire)
et la division cellulaire méiotique. Actuellement, la céramide est
utilisée dans certains produits de soin de la peau et anti-âge des
industries cosmétiques. Le rôle de cette dernière au sein du virus EhV
reste inconnu à ce jour, mais les microbiologistes considèrent que cette nouvelle voie céramide d'origine virale joue un rôle central dans l'interaction entre E. huxleyi et EhV, en contrôlant par exemple la durée de vie des algues hôtes.