Qu'est-ce que c'est que ça? Les scientifiques posent cette question chaque jour en essayant de comprendre comment les différents êtres vivants sont liés les uns aux autres. Les réponses ne sont pas faciles ou triviales. Les affiliations biologiques sont utilisées non seulement pour construire un catalogue de la vie, mais aussi pour comprendre comment la vie a évolué sous ses nombreuses formes.

Les virus sont un excellent exemple. Ils posent un problème aux biologistes parce qu'ils n'ont pas de cellules et ne tombent donc dans aucun des trois principaux groupes ou «domaines» de la vie que tous les autres organismes - bactéries, archées (une forme différente de microbe) et eucaryotes. (plantes, animaux et champignons, entre autres). Certains scientifiques affirment que les virus ne sont pas considérés comme des organismes vivants et qu'ils sont mieux perçus comme un matériel génétique malveillant qui ne peut pas se reproduire par lui-même et qui a besoin de détourner des cellules hôtes. D'autres croient que les virus ont évolué à partir des organismes cellulaires et comptent ainsi comme un quatrième domaine de la vie.

Cette dernière théorie a été stimulée par le découverte il y a une décennie de virus géants qui ressemblent davantage à des formes de vie cellulaires. Mais une nouvelle étude, publié dans la revue Science, sur les génomes de ces virus géants, remet en question cette idée. Les scientifiques devront-ils recommencer à chercher les origines des virus?

Les virus sont des êtres minuscules et minimalistes qui s'éloignent des nuances de la vie cellulaire. Ils sont généralement composé de le matériel génétique (ADN ou ARN de son cousin moléculaire), souvent entouré d'une couche protéique appelée capside, parfois avec des couches supplémentaires empruntées à une cellule hôte. Les virus peuvent seulement se répliquer dans une cellule hôte en piratant son métabolisme, et chaque domaine de la vie est infecté par différentes versions de ces squatters cellulaires.

Cette dépendance énorme sur les cellules hôtes les pousse à la limites de la définition de la vie, avec certains les considérant comme vivants et d'autres morts. Il n'est pas étonnant que la plupart des histoires de zombies impliquent un virus. Peut-être que ce serait plus facile de considérer les virus morts-vivants. La grande question est: d'où viennent-ils?

théories concurrentes essayer d'expliquer comment les virus ont évolué. L'un décrit les virus comme les descendants d'une ancienne lignée d'organismes cellulaires qui vivaient à l'intérieur d'autres cellules et qui ont simplifié leur structure au fil du temps. Cela ferait d'eux les seuls survivants d'un quatrième domaine de vie depuis longtemps perdu qui a laissé derrière eux l'organisation cellulaire. Si les virus évoluaient à partir d'organismes vivants, il serait logique de les considérer comme vivants maintenant.

Agents voyous

Une autre théorie propose que les virus ont commencé comme des agents génétiques voyous, des vagabonds dans le génome qui ont échappé à leur confinement cellulaire. Ils pourraient être liés à gènes sautants qui peuvent se copier ou se couper d'un génome puis se coller dans d'autres parties de l'ADN. Dans ce cas, les virus seraient le résultat d'accidents moléculaires devenus stables au cours de l'évolution. Cela signifierait qu'ils n'ont jamais été des organismes vivants complets, tout comme un virus informatique n'est pas un ordinateur complet.

Ces deux propositions ont leurs défauts. Le premier ne parvient pas à expliquer à quel point les virus sont simples. Il n'y a pas d'autres organismes connus avec ce degré extrême de simplification. D'autre part, la deuxième théorie n'explique pas pourquoi les virus sont tellement plus complexes que d'autres éléments génétiques mobiles, dont aucun n'a rien de comparable à un manteau de capside.

Ensuite, dans 2004, les scientifiques découvert une sorte de virus géant (ou "girus") qui semblait faire pencher la balance en faveur des virus ayant des origines cellulaires. Ils sont appelés géants pour une bonne raison. Certains sont dix fois plus gros en taille et en longueur de génome que notre cher virus de la grippe, et ont autant de gènes 2,500 comparé au maigre 11 de la grippe.

Ce matériel génétique supplémentaire comprend des instructions pour fabriquer des protéines, quelque chose qui manque cruellement dans d'autres virus mais qui est présent dans toutes les autres formes de vie. Le système moléculaire n'est pas complet et les virus ont encore besoin d'envahir les cellules pour produire plus de virus. Mais certains chercheurs ont suggéré que ces gènes pourraient être des restes d'un passé cellulaire, soutenant l'existence d'un quatrième domaine de la vie.

D'un autre côté, la nature génétique et nerveuse des virus les rend enclins à prendre des gènes d'autres organismes. Cela a incité d'autres pour discuter que tous ces gènes supplémentaires dans les girus sont des produits du vol évolutionnaire.

Problème géant

Maintenant un nouvelle étude a confirmé la nature «empruntée» de tous ces gènes dans les virus. La recherche utilise les méthodes les plus avancées, nommées Next Generation Sequencing (NGS), pour cartographier l'ADN extrait d'une usine de traitement des eaux usées à Klosterneuburg, en Autriche. Au cours des dernières années, des études fondées sur les END ont découvert une myriade de nouveaux types de formes de vie, et dans ce cas, NGS a révélé une toute nouvelle lignée de virus géants, les Klosneuvirus.

Parmi tous les virus, les Klosneuvirus ont le plus grand nombre de gènes impliqués dans la production de protéines. En comparant les génomes de différents virus géants et en reconstituant soigneusement leur évolution, les chercheurs montrent de manière convaincante que la machinerie productrice de protéines de ces girus est une addition génétique relativement récente - et non les restes d'un génome ancestral plus grand.

L'étude soutient que les cellules hôtes que ces virus ont tenté de détourner ont peut-être développé une stratégie de défense basée sur le fait de cacher des protéines aux envahisseurs. Ensuite, les virus se sont adaptés en incorporant certains de ces gènes dans leur génome. Les chercheurs concluent que les virus géants analysés dans cette étude ont évolué plusieurs fois à partir de plus petits virus, rejetant l'idée qu'ils ont évolué à partir de formes de vie cellulaires.

Cependant, la nouvelle preuve ne tue pas complètement les virus. De nouveaux gnarls dans l'arbre de vie sont découverts tous les jours, et une nouvelle découverte pourrait encore fournir un lien entre la vie cellulaire et acellulaire - ou prouver le contraire. Jusque-là, nous continuerons à penser à la nature de la vie, à la relation entre les zombies et les virus, et à nous demander "qu'est-ce que c'est que ça?"

A propos de l'auteur

Jordi Paps, Maître de conférences, École des sciences biologiques, Université d'Essex

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

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