The RNA virome of early metazoans sheds light on long-term virus-host relationships
En analysant les données du transcriptome des premiers métazoaires, cette étude identifie 26 nouveaux virus à ARN qui révèlent à la fois des associations hôte-virus anciennes et durables remontant à l'évolution précoce des animaux ainsi que des preuves de transmissions interespèces plus récentes, élargissant ainsi considérablement la diversité connue et l'histoire évolutive des viromes à ARN chez les Cténophores et les Placozoaires.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Les virus sont les entités biologiques les plus abondantes sur Terre, pourtant ils nous restent largement invisibles, se cachant à l'intérieur des cellules de tout être vivant. Pendant des décennies, les scientifiques ont cartographié le monde viral en observant des animaux que nous connaissons bien, tels que les humains, le bétail et les insectes communs. Cela a créé une image de l'évolution virale fortement biaisée vers le familier. Cependant, pour comprendre véritablement l'histoire de la vie sur Terre, les chercheurs doivent regarder vers le tout début de l'arbre généalogique des animaux. Deux groupes d'animaux se sont séparés du reste du règne animal il y a des centaines de millions d'années, bien avant l'existence des poissons, des insectes ou des mammifères. Un groupe, les cténophores, sont des prédateurs gélatineux qui dérivent dans l'océan avec des rangées de cils chatoyants. L'autre, les placozoaires, sont de minuscules créatures plates et en forme de disque qui rampent sur les rochers dans les eaux peu profondes, si simples qu'ils ne possèdent ni système nerveux ni intestin. Parce que ces animaux représentent les premières branches de la vie animale, les virus qui les infectent pourraient détenir les clés pour comprendre comment les virus et les animaux ont évolué ensemble depuis l'aube des temps.
Une équipe de chercheurs s'est donné pour mission de découvrir le monde viral caché de ces créatures anciennes. Au lieu de capturer de nouveaux animaux dans l'océan pour les tester en laboratoire, ils se sont tournés vers une vaste archive numérique de données génétiques déjà collectées par des scientifiques du monde entier. En fouillant dans des millions de séquences génétiques issues d'études publiques, l'équipe a recherché les signatures génétiques des virus à ARN, une classe majeure de virus qui comprend de nombreux agents pathogènes bien connus. Ils se sont concentrés spécifiquement sur le matériel génétique des cténophores et des placozoaires, cherchant toute séquence virale qui aurait été accidentellement capturée lors de l'étude des animaux eux-mêmes. Cette approche leur a permis d'examiner une grande variété d'espèces et de tissus, des embryons minuscules de cténophores aux corps entiers de placozoaires, sans avoir besoin de collecter de nouveaux échantillons.
La recherche a produit une récolte surprenante. Les chercheurs ont identifié vingt-six séquences virales distinctes, représentant onze groupes différents de virus. Beaucoup d'entre eux étaient entièrement nouveaux pour la science, jamais vus auparavant dans aucune base de données. Les virus appartenaient à des familles qui infectent un large éventail de formes de vie, y compris les plantes, les champignons et d'autres animaux. Certains des virus trouvés étaient si différents de tout ce qui était connu auparavant qu'ils formaient leurs propres branches profondes sur l'arbre de l'évolution, suggérant qu'ils ont évolué aux côtés de leurs hôtes depuis un temps incroyablement long. Par exemple, l'équipe a découvert un nouveau type de virus chez le cténophore Beroe ovata qui appartient à la même famille que les virus infectant les poissons et les humains. Ce nouveau virus se situait à la base même de l'arbre de sa famille, impliquant qu'il a divergé de ses parents il y a des centaines de millions d'années, peut-être lorsque les premiers animaux commençaient tout juste à apparaître.
Cependant, l'histoire n'était pas faite uniquement de partenariats anciens et immuables. Les chercheurs ont également trouvé des virus qui semblaient avoir sauté récemment d'un hôte à un autre. Certains des virus trouvés chez ces animaux anciens étaient étroitement liés à des virus trouvés chez les insectes, les plantes ou les champignons modernes, suggérant que ces envahisseurs microscopiques circulent constamment entre différentes espèces dans l'océan. Ce mélange et ce brassage indiquent que l'océan est un carrefour très fréquenté où les virus changent souvent d'hôtes, plutôt qu'un lieu où ils restent enfermés dans une relation unique pour toujours. L'étude a également révélé que ces virus ne font pas que passer ; ils sont présents dès les premiers stades de la vie, y compris dans les embryons de cténophores, suggérant que les infections peuvent commencer avant même qu'un animal ne soit pleinement formé.
L'une des découvertes les plus frappantes concernait la structure même des virus. En utilisant la modélisation informatique avancée pour prédire les formes 3D des protéines virales, les chercheurs ont confirmé que certains de ces virus anciens partagent les mêmes blocs de construction fondamentaux que les virus qui infectent les poissons et les humains aujourd'hui. Cette similitude structurelle, combinée à leur position profonde sur l'arbre de l'évolution, soutient l'idée que ces virus sont des survivants anciens. Pourtant, le tableau est complexe. Si certains virus semblent avoir coexisté avec leurs hôtes depuis le début de la vie animale, d'autres semblent être des arrivants récents, ayant sauté sur ces animaux anciens à partir de leurs proies ou de l'eau environnante. L'étude suggère que le monde viral des premiers animaux est un mélange dynamique de connexions historiques profondes et d'échanges constants et continus.
Les résultats remettent en question la vision simpliste selon laquelle les animaux anciens ne recèleraient que des virus anciens. Au contraire, ils révèlent un écosystème riche et diversifié où les relations à long terme et les sauts récents se produisent côte à côte. Les chercheurs ont noté que certains des virus trouvés étaient si distincts qu'ils ne pouvaient pas être placés avec certitude dans des catégories existantes, suggérant une diversité de vie vaste et inexplorée dans l'océan que nous commençons à peine à entrevoir. En examinant les empreintes génétiques laissées derrière elles dans ces créatures simples et anciennes, l'étude offre une nouvelle fenêtre sur le passé lointain de l'évolution virale. Elle montre que l'histoire des virus n'est pas une ligne droite, mais une toile complexe, tissée à la fois par la dérive lente et régulière de la coévolution et par les sauts soudains et brusques de l'infection à travers les frontières des espèces. Ce travail élargit notre compréhension de l'habitat des virus et de leur mobilité, nous rappelant que même les animaux les plus simples portent en eux une histoire virale complexe et ancienne.
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