D’anciens virus trouvés dans l’ADN des symbiotes coralliens

Newswise – HOUSTON – (1er juin 2023) – Une équipe internationale de biologistes marins a découvert les restes d’anciens virus à ARN intégrés dans l’ADN d’organismes symbiotiques vivant à l’intérieur des coraux constructeurs de récifs.

Les fragments d’ARN proviennent de virus qui ont infecté les symbiotes il y a 160 millions d’années. La découverte est décrite dans un document en libre accès étude publiée cette semaine dans la revue Nature Biologie des communications, et cela pourrait aider les scientifiques à comprendre comment les coraux et leurs partenaires combattent les infections virales aujourd’hui. Mais c’était une découverte surprenante car la plupart des virus à ARN ne sont pas connus pour s’intégrer dans l’ADN des organismes qu’ils infectent.

La recherche a montré que éléments viraux endogènes, ou EVE, apparaissent largement dans les génomes des symbiotes coralliens. Connu comme dinoflagellés, les algues unicellulaires vivent à l’intérieur des coraux et leur donnent leurs couleurs spectaculaires. La découverte d’EVE souligne des observations récentes selon lesquelles des virus autres que les rétrovirus peuvent intégrer des fragments de leur code génétique dans les génomes de leurs hôtes.

“Alors pourquoi est-il entré là-dedans ?” a demandé le co-auteur de l’étude Adrienne Corréa de l’Université Rice. “Cela pourrait être juste un accident, mais les gens commencent à découvrir que ces” accidents “sont plus fréquents que les scientifiques ne le pensaient auparavant, et ils ont été trouvés sur toutes sortes d’hôtes, des chauves-souris aux fourmis en passant par les plantes et les algues.”

Qu’un virus à ARN apparaisse dans les symbiotes coralliens a également été une surprise.

“C’est ce qui a rendu ce projet si intéressant pour moi”, a déclaré l’auteur principal de l’étude. Alex Veglia, étudiant diplômé du groupe de recherche de Correa. “Il n’y a vraiment aucune raison, d’après ce que nous savons, pour que ce virus soit dans le génome des symbiotes.”

L’étude a été soutenue par le Fondation Tara Océan et la National Science Foundation et dirigée par Correa, Veglia et deux scientifiques de l’Oregon State University, la chercheuse postdoctorale Kalia Bistolas et l’écologiste marine Rebecca Vega Thurber. La recherche fournit des indices qui peuvent aider les scientifiques à mieux comprendre l’impact écologique et économique des virus sur la santé des récifs.

Les chercheurs n’ont pas trouvé d’EVE de virus à ARN dans des échantillons d’eau de mer filtrée ou dans les génomes d’organismes sans dinoflagellés. coraux durs, hydrocoraux ou des méduses. Mais les EVE étaient omniprésents dans les symbiotes coralliens qui ont été collectés sur des dizaines de sites de récifs coralliens, ce qui signifie que les virus pathogènes étaient – ​​et restent probablement – ​​pointilleux sur leurs hôtes cibles.

“Il existe une grande diversité de virus sur la planète”, a déclaré Correa, professeur adjoint de biosciences. « Nous en savons beaucoup sur certains, mais la plupart des virus n’ont pas été caractérisés. Nous pouvons peut-être les détecter, mais nous ne savons pas qui leur sert d’hôte.

Elle a déclaré que les virus, y compris les rétrovirus, ont de nombreuses façons de se répliquer en infectant les hôtes. “L’une des raisons pour lesquelles notre étude est cool est que ce virus à ARN n’est pas un rétrovirus”, a déclaré Correa. « Compte tenu de cela, vous ne vous attendriez pas à ce qu’il s’intègre dans l’ADN de l’hôte.

“Pendant quelques années, nous avons vu une tonne de virus dans les colonies de coraux, mais il a été difficile de dire avec certitude ce qu’ils infectaient”, a déclaré Correa. “Il s’agit donc probablement des informations les meilleures et les plus concrètes que nous ayons sur l’hôte réel d’un virus associé à une colonie de corail. Nous pouvons maintenant commencer à nous demander pourquoi le symbiote conserve cet ADN ou une partie du génome. Pourquoi n’a-t-il pas été perdu il y a longtemps ?

La découverte que les EVE ont été conservés pendant des millions d’années suggère qu’ils peuvent en quelque sorte être bénéfiques pour les symbiotes coralliens et qu’il existe une sorte de mécanisme qui entraîne l’intégration génomique des EVE.

“Nous pouvons poursuivre de nombreuses pistes, par exemple si ces éléments sont utilisés pour les mécanismes antiviraux des dinoflagellés et comment ils sont susceptibles d’affecter la santé des récifs, en particulier lorsque les océans se réchauffent”, a déclaré Veglia.

“Si nous avons affaire à une augmentation de la température de l’eau de mer, est-il plus probable que Symbiodiniacées espèce contiendra cet élément viral endogène ? Le fait d’avoir des EVE dans leurs génomes améliore-t-il leurs chances de combattre les infections par les virus à ARN contemporains ? » il a dit.

“Dans un autre papier, nous avons montré qu’il y avait une augmentation des infections virales à ARN lorsque les coraux subissaient un stress thermique. Il y a donc beaucoup de pièces mobiles. Et ceci est une autre bonne pièce de ce puzzle.

Correa a déclaré : « Nous ne pouvons pas supposer que ce virus a un effet négatif. Mais en même temps, il semble qu’il devienne plus productif dans ces conditions de stress thermique. »

Thurber est professeur émérite Emile F. Pernot au département de microbiologie de l’État de l’Oregon.

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

Le soutien de la National Science Foundation a été fourni par trois subventions (2145472, 2025457, 1907184).

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Article évalué par des pairs :

« Des éléments viraux endogènes révèlent des associations entre un virus à ARN non rétroviral et des génomes de dinoflagellés symbiotiques » | Biologie des communications | DOI : 10.1038/s42003-023-04917-9

Authors: Alex J. Veglia, Kalia S.I. Bistolas, Christian R, Voolstra, Benjamin C. C. 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 M.S. Correa, and Rebecca L. Vega Thurber

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