Béatrice Garnier
Les chercheurs ont proposé un nouveau modèle évolutif pour l’origine d’un royaume de virus appelé Bamfordvirae, suggérant une program aux armements évolutive d’un milliard d’années entre deux groupes au sein de ce royaume et leurs hôtes.
Leur étude, publiée aujourd’hui sous la forme d’une préimpression révisée dans eLife, fournit ce que les éditeurs disent être des analyses convaincantes qui font progresser notre compréhension de l’histoire évolutive profonde des virus, de l’interaction entre les virus et les premiers eucaryotes (organismes avec des cellules qui incluent un noyau), et la diversification des lignées virales.
Les virus du royaume Bamfordvirae constituent l’un des groupes les additionally divers qui infectent les organismes vivants. Ils comprennent les virus nucléocytoplasmiques à large ADN (NCLDV, les as well as grands virus caractérisés à ce jour), les virophages (parasites viraux d’autres virus), les adénovirus (virus courants qui provoquent des symptômes de rhume et de grippe) et les virus de type Mavericks et Polinton (tous deux éléments génétiques mobiles de form virus qui colonisent les génomes de leurs hôtes).
Il existe deux hypothèses principales pour les origines de ces virus : les hypothèses « évasion nucléaire » et « virophage d’abord ». L’hypothèse de l’évasion nucléaire dit qu’un ancêtre de sort Maverick est né avec des hôtes (endogènes), s’est échappé du noyau de la cellule hôte et a donné naissance à des adénovirus et à des NCLDV. En revanche, l’hypothèse du virophage d’abord suggère que les NCLDV ont co-évolué avec les virophages précoces. Les non-conformistes ont ensuite évolué à partir de virophages devenus endogènes, les adénovirus s’échappant du noyau de l’hôte à un stade ultérieur.
“Malgré ces scénarios proposés, la diversification des virus dans le royaume des Bamfordvirae reste une issue ouverte majeure dans l’évolution des virus. Pour mieux comprendre leur histoire, nous avons voulu tester les prédictions faites à la fois par les modèles d’évasion nucléaire et de virophage en premier. et envisager des scénarios alternatifs concernant l’origine des différentes lignées », explique José Gabriel Niño Barreat, assistant de recherche postdoctoral à l’Université d’Oxford, au Royaume-Uni. Barreat est co-auteur de l’étude aux côtés d’Aris Katzourakis, professeur d’évolution et de génomique au département de biologie de l’Université d’Oxford.
Barreat et Katzourakis ont utilisé deux méthodes de check d’hypothèses (cadres de vraisemblance maximale et bayésien) pour comparer la plausibilité de l’évasion nucléaire par rapport à des scénarios évolutifs alternatifs. Ils se sont concentrés sur quatre protéines clés partagées par les virus de cette lignée qui sont impliquées dans la development des capsides virales : les protéines de capside majeures et mineures, l’ATPase d’emballage d’ADN et la protéase. Ils ont appliqué deux autres méthodes qui utilisent des données génétiques pour estimer les phylogénies enracinées, pour déduire la trajectoire évolutive des différentes lignées. Ensuite, ils ont évalué si les adénovirus et les NCLDV descendaient d’un ancêtre commun, comme le prévoyait le scénario d’évasion nucléaire.
Leurs analyses ont révélé des preuves solides contre une relation sœur entre les adénovirus et les NCLDV, comme le suggère l’hypothèse de l’évasion nucléaire. Au lieu de cela, les résultats suggèrent que les adénovirus descendent d’un ancêtre commun avec les Mavericks, à l’exclusion des NCLDV. En contradiction avec un scénario virophage d’abord, les chercheurs ont découvert que l’ancêtre commun le furthermore récent des non-conformistes et des adénovirus n’était pas un virophage. Cependant, leur travail n’exclut pas complètement l’hypothèse du virophage d’abord, ce qui en fait la mieux étayée par les analyses phylogénétiques actuelles.
De additionally, leurs travaux apportent un soutien au positionnement de la racine ancestrale des Bamfordvirae entre les virophages et les autres lignées virales. Ce positionnement a orienté l’équipe vers un nouveau modèle des origines évolutives de ces virus.
“Le modèle propose que l’ancêtre Bamfordvirae ne soit pas issu d’une invasion du noyau de la cellule eucaryote, et qu’il s’agissait d’un virus à ADN non virophage avec un petit génome”, explique le co-auteur Aris Katzourakis. “Le method de vie des virophages aurait évolué à un stade ultérieur car or truck ceux-ci sont devenus des parasites spécialisés des NCLDV ancestraux.” Katzourakis ajoute que la chronologie relative des événements suggère que l’ancêtre commun le additionally récent du royaume des Bamfordvirae existait il y a moreover d’un milliard d’années, s’étendant jusqu’aux stades initiaux de la vie eucaryote. Cependant, une échelle de temps absolue pour la datation précise de ces événements n’est pas actuellement disponible.
Une autre limite de l’étude est que le signal phylogénétique dans les données protéiques analysées peut avoir été obscurci par les profondes divergences et l’extrême diversité de cette lignée. Cependant, les auteurs ont pu faire une difference solide entre les scénarios alternatifs, et l’accent mis sur l’origine et le développement de la capside virale fournit un moyen straightforward d’expliquer les données disponibles.
“Ce travail contribue à nos connaissances sur la façon dont les virus développent différentes stratégies évolutives, par exemple pour devenir des parasites d’autres virus comme les virophages, ou des géants viraux comme les NCLDV”, explique Barreat. “En additionally de jouer un rôle essential dans les écosystèmes de la Terre, il devient de additionally en as well as clair que les virus peuvent avoir contribué à des transitions évolutives majeures au cours de l’histoire de la vie. Par conséquent, la compréhension de l’histoire évolutive profonde des virus fournit in addition de contexte pour ces interactions anciennes et les acteurs impliqué.”
“Démêler les interactions entre les virus et leurs hôtes ouvre une fenêtre sur le passé évolutif profond qui éclaire les origines de ces deux entités biologiques”, conclut Katzourakis.
