Un nouveau virus géant daté de 30 000 ans découvert dans le sol gelé de Sibérie

Publié le 26.11.2015

Après la découverte spectaculaire l’année dernière d’un virus géant dans le pergélisol sibérien, les chercheurs ont renouvelé l’exploit en mettant au jour un virus de taille comparable dans le même échantillon de sol gelé.

Une équipe franco-russe dont plusieurs chercheurs travaillent au CNRS, plus précisément au Laboratoire Information Génomique et Structurale (IGS) [1], ainsi qu’au Génoscope [2], viennent d’identifier un nouveau virus géant dénommé Mollivirus sibericum [3] dans le sol gelé de Sibérie. Cette même équipe avait préalablement découvert Pithovirus sibericum [4], l’an dernier, dans un pergélisol daté de 30 000 ans (Pléistocène supérieur). C’est en poursuivant leurs recherches dans le même prélèvement que l’équipe a pu identifier ce nouveau virus géant, contemporain de l’extinction de l’homme de Néandertal.

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Coin de glace dans le pergélisol
Crédit photo : NASA
Certains droits réservés : Droits NASA

L’échantillon de sol a été prélevé dans la région de Kolyma, située dans le district autonome de Tchoukotka, en Sibérie orientale. Les virus géants sont les seuls virus observables au microscope optique. En outre, ils présentent un très grand nombre de gènes par rapport aux autres virus. Ils se répartissaient jusqu’à présent dans trois familles : les Megaviridae [5], les Pandoraviridae [6] et les Pithoviridae [7] ; quant à Mollivirus sibericum, les chercheurs reconnaissent que ses caractéristiques sont trop différentes de celles des virus géants découverts jusqu’alors et qu’ils vont devoir créer une quatrième famille spécifiquement pour lui. Mollivirus sibericum présente une forme sphérique et un diamètre de 0,6 micromètre (0,6 millième de millimètre). Son génome peut produire 523 protéines et sa réplication fait intervenir l’infection d’une cellule hôte qui est une amibe de l’espèce Acanthamoeba castellanii [8]. Particularité importante, il serait non pathogène pour l’homme. Il s’avère que dans l’échantillon de sol étudié, la concentration en ADN viral était extrêmement faible, mais mis en présence de son hôte de prédilection, l’amibe en question, le virus redevient actif et pathogène pour cette dernière. Son cycle de réplication a été analysé en utilisant une combinaison d’approches dites « omiques » [9] telles que la génomique (étude du génome), la transcriptomique (étude de l’expression des gènes), la protéomique (étude de la composition en protéines) et la métagénomique (diversité des génomes). Ces études ont abouti à mieux comprendre le processus selon lequel Mollivirus sibericum prend le contrôle de la cellule hôte et la manière dont il se réplique. C’est ainsi que les scientifiques ont pu observer que dans les premiers stades de son cycle de réplication, le virus migre rapidement vers le noyau de la cellule hôte dont on peut observer un changement de morphologie, ce qui suggère que le virus doit utiliser des fonctions gérées par le noyau de l’amibe pour se répliquer. Les premiers résultats indiquent que l’infection par Mollivirus préserve l’intégrité globale de la cellule hôte sans altérer drastiquement sa viabilité et ce, durant plusieurs heures. Même après d’apparentes perturbations de leurs noyaux, les cellules infectées peuvent ainsi supporter la production et la propagation des virions (terme désignant une particule virale complète avec son enveloppe protéinique externe ou capside et sa molécule d’acide nucléique de type ADN ou ARN présente à l’intérieur).

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Amibe Acanthamoeba
Crédit photo : Wikimedia Commons
Certains droits réservés : Licence Creative Commons-CC BY 2.0

Le métabolisme cellulaire de l’amibe semble très peu modifié et cette dernière finit par mourir, mais seulement en fin de processus. Ce virus géant est actuellement le troisième à avoir été détecté en moins de trois ans en tant que virus présentant la caractéristique d’utiliser une amibe de l’espèce Acanthamoeba castellanii comme cellule hôte. Les chercheurs suggèrent que ce mode de réplication est certainement répandu dans la nature et qu’il faut s’attendre à d’autres découvertes de ce type dans l’avenir. De plus, le fait que deux de ces virus (Pithovirus sibericum et Mollivirus sibericum) aient été réactivés après 30 000 ans de sommeil en étant issus du même échantillon de pergélisol laisse à penser que les virus « préhistoriques » encore vivants, potentiellement actifs et pathogènes, ne sont peut-être pas si rares dans la nature. Les données issues de la méthode métagénomique mentionnée plus haut indiquent qu’il n’y a pas de différence d’un point de vue capacité de survie entre Pithovirus qui utilise le cytoplasme de la cellule hôte pour se répliquer et Mollivirus qui utilise le noyau. D’après l’un des scientifiques de l’équipe, Mollivirus serait le seul virus géant à avoir été réellement « ressuscité » car il n’existerait plus actuellement sur Terre autrement que sous une forme congelée dans le pergélisol, alors qu’a contrario, Pithovirus peut encore se rencontrer dans d’autres environnements. Dans la mesure où Mollivirus utilise les fonctions du noyau de la cellule hôte pour se répliquer, cela le rapproche de virus plus petits et pathogènes pour l’homme, comme les adénovirus [10], les papillomavirus [11] ou les herpèsvirus [12] qui utilisent le même mode de réplication.

La découverte et la réactivation de ces deux virus géants en moins d’un an relancent le débat sur les risques de ressusciter un virus pathogène pour l’homme, de façon fortuite et non contrôlée, par exemple lors de l’exploration et de l’exploitation de ressources minières ou pétrolières des zones arctiques, une concentration de virus même extrêmement faible pouvant être suffisante pour entraîner une infection. Etant donné que le réchauffement climatique ne cesse de s’intensifier, des régions entières encore inhospitalières il y a peu, deviennent à présent accessibles du fait de la fonte des glaces et du dégel du pergélisol. Par conséquent, le risque potentiel de contamination par un nouveau virus pathogène pour l’homme n’est manifestement plus à négliger dans ces régions.

Ludovic Hamiaux, INIST-CNRS

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