D'énormes virus qui tuent les bactéries se cachent dans les écosystèmes du monde entier, des sources chaudes aux lacs et rivières d'eau douce. Maintenant, un groupe de chercheurs a découvert certains de ces soi-disant bactériophages qui sont si grands et si complexes qu'ils brouillent la frontière entre le vivant et le non-vivant, selon de nouvelles découvertes.
Les bactériophages, ou "phages" pour faire court, sont des virus qui infectent spécifiquement les bactéries. Les phages et autres virus ne sont pas considérés comme des organismes vivants car ils ne peuvent pas mener à bien des processus biologiques sans l'aide et la machinerie cellulaire d'un autre organisme.
Cela ne signifie pas qu'ils sont inoffensifs: les phages sont les principaux moteurs du changement de l'écosystème car ils s'attaquent aux populations de bactéries, modifient leur métabolisme, propagent la résistance aux antibiotiques et transportent des composés qui causent des maladies chez les animaux et les humains, selon les chercheurs d'une nouvelle étude , publié le 12 février dans la revue Nature.
Pour en savoir plus sur ces envahisseurs sournois, les chercheurs ont recherché dans une base de données ADN qu'ils ont créée à partir d'échantillons qu'ils et leurs collègues ont prélevés dans près de 30 environnements différents à travers le monde, allant des tripes de personnes et de l'orignal d'Alaska à un bioréacteur sud-africain et à un Source chaude tibétaine, selon un communiqué.
À partir de cet ADN, ils ont découvert 351 énormes phages qui avaient des génomes quatre fois ou plus plus grands que le génome moyen des phages. Parmi ceux-ci se trouvait le plus grand phage trouvé à ce jour avec un génome de 735 000 paires de bases - les paires de nucléotides qui composent les barreaux de la structure "échelle" de la molécule d'ADN - soit près de 15 fois plus grand que le phage moyen. (Le génome humain contient environ 3 milliards de paires de bases.)
Ces phages sont des «hybrides entre ce que nous considérons comme des virus traditionnels et des organismes vivants traditionnels», tels que les bactéries et les archées, auteur principal Jill Banfield, Université de Californie, Berkeley, professeur de sciences de la Terre et des planètes et de sciences environnementales, politiques et gestion, a déclaré dans le communiqué. Le génome de cet énorme phage est beaucoup plus grand que les génomes de nombreuses bactéries, selon le communiqué.
Les auteurs ont constaté que de nombreux gènes codaient pour des protéines qui nous sont encore inconnues. Ils ont constaté que les phages avaient un certain nombre de gènes qui ne sont pas typiques des virus mais sont typiques des bactéries, selon le communiqué. Certains de ces gènes font partie d'un système que les bactéries utilisent pour combattre les virus (et ont ensuite été adaptés par les humains pour éditer les gènes, une technique appelée CRISPR-Cas9).
Les scientifiques ne savent pas avec certitude, mais ils pensent qu'une fois que ces phages injectent leur ADN dans les bactéries, le propre système CRISPR des phages renforce le système CRISPR des bactéries. De cette façon, le système combiné CRISPR pourrait aider à cibler d'autres phages (se débarrasser de la concurrence).
De plus, ils ont découvert que certains des phages possédaient des gènes codant pour des protéines nécessaires au fonctionnement des ribosomes - une machine cellulaire qui traduit le matériel génétique en protéines (les protéines sont les molécules qui exécutent les instructions de l'ADN). Ces protéines ne se trouvent généralement pas dans les virus, mais elles se trouvent dans les bactéries et les archées, selon le communiqué.
Certains de ces nouveaux phages peuvent également utiliser les ribosomes de leur hôte bactérien pour faire plus de copies de leurs propres protéines, selon le communiqué.
"Typiquement, ce qui sépare la vie de la non-vie, c'est d'avoir des ribosomes et la capacité de faire la traduction; c'est l'une des principales caractéristiques qui séparent les virus et les bactéries, la non-vie et la vie", co-auteur principal Rohan Sachdeva, chercheur associé à UC Berkeley, a déclaré dans le communiqué. "Certains grands phages ont une grande partie de cette machinerie translationnelle, donc ils brouillent un peu la ligne."
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