Micrographie électronique de l'hépatite E. (CDC/Wikimedia Commons) Une analyse du matériel génétique dans l'océan a identifié des milliers d'ARN jusqu'alors inconnus virus et a doublé le nombre de phylums, ou groupes biologiques, de virus supposés exister, selon une nouvelle étude notre équipe de des chercheurs a publié dans la revue La science .
virus à ARN sont surtout connus pour la maladies qu'ils provoquent chez l'homme, allant du simple rhume au COVID-19 [feminine] . Ils infectent aussi végétaux et animaux important pour les gens.
Ces virus portent leur information génétique dans l'ARN plutôt que dans l'ADN. virus à ARN évoluer à des rythmes beaucoup plus rapides que les virus à ADN. Alors que les scientifiques ont catalogué des centaines de milliers de virus à ADN dans leurs écosystèmes naturels, les virus à ARN ont été relativement peu étudiés.
Contrairement aux humains et à d'autres organismes composés de cellules, cependant, les virus manquent de courts segments d'ADN uniques qui pourraient agir comme ce que les chercheurs appellent un code barre génétique . Sans ce code-barres, essayer de distinguer différentes espèces de virus dans la nature peut être difficile.
Pour contourner cette limitation, nous avons décidé d'identifier le gène qui code pour un protéine particulière qui permet à un virus de répliquer son matériel génétique. C'est la seule protéine que partagent tous les virus à ARN, car elle joue un rôle essentiel dans la façon dont ils se propagent. Chaque virus à ARN, cependant, présente de petites différences dans le gène qui code pour la protéine qui peut aider à distinguer un type de virus d'un autre.
Nous avons donc examiné une base de données mondiale de séquences d'ARN de plancton collectées au cours des quatre années Expéditions Tara Oceans projet de recherche mondial. Le plancton est un organisme aquatique qui est petit pour nager à contre-courant. Ils sont une partie vitale des réseaux trophiques océaniques et sont des hôtes communs pour les virus à ARN. Notre dépistage a finalement identifié plus de 44 000 gènes qui codent pour la protéine virale.
Notre prochain défi consistait donc à déterminer les connexions évolutives entre ces gènes. Plus deux gènes étaient similaires, plus les virus avec ces gènes étaient probablement étroitement liés. Parce que ces séquences avaient évolué il y a si longtemps (peut-être antérieur à la première cellule ), les repères génétiques indiquant où les nouveaux virus peuvent s'être séparés d'un ancêtre commun ont été perdus avec le temps.
Une forme de intelligence artificielle appelé apprentissage automatique , cependant, nous a permis d'organiser systématiquement ces séquences et de détecter les différences de manière plus objective que si la tâche était effectuée manuellement.
Les cinq phylums existants de virus à ARN organisés par la nouvelle méthode. (Zayed et al., Science , 2022)
Nous avons identifié un total de 5 504 nouveaux virus à ARN marins et doublé le nombre de phylums de virus à ARN connus de cinq à 10.
La cartographie géographique de ces nouvelles séquences a révélé que deux des nouveaux phylums étaient particulièrement abondants dans de vastes régions océaniques, avec des préférences régionales dans les eaux tempérées et tropicales (le taraviricota , du nom des expéditions Tara Oceans) ou l'océan Arctique (le Arctiviricota ).
Nous croyons cela taraviricota pourrait être le chaînon manquant dans l'évolution des virus à ARN que les chercheurs recherchent depuis longtemps, reliant deux branches connues différentes de virus à ARN qui ont divergé dans la façon dont ils se répliquent.
Carte montrant la distribution des virus à ARN dans l'océan. (Zayed et al., Science , 2022)
Ci-dessus : la taille du coin est proportionnelle à l'abondance moyenne des virus présents dans cette zone, et la couleur du coin indique les phyla du virus.
Pourquoi est-ce important
Ces nouvelles séquences aident les scientifiques à mieux comprendre non seulement l'histoire évolutive des virus à ARN, mais également l'évolution des débuts de la vie sur Terre.
Comme le COVID-19 pandémie l'a montré, les virus à ARN peuvent provoquer des maladies mortelles. Mais les virus à ARN jouent également un rôle rôle vital dans les écosystèmes car ils peuvent infecter un large éventail d'organismes, y compris microbes qui influencent les environnements et les réseaux trophiques au niveau chimique.
Cartographier où vivent ces virus à ARN dans le monde peut aider à clarifier comment ils affectent les organismes à l'origine de nombreux processus écologiques qui régissent notre planète. Notre étude fournit également des outils améliorés qui peuvent aider les chercheurs à cataloguer de nouveaux virus à mesure que les bases de données génétiques se développent.
Ce qui n'est pas encore connu
Malgré l'identification de tant de nouveaux virus à ARN, il reste difficile de déterminer quels organismes ils infectent. Les chercheurs sont également actuellement limité à la plupart des fragments de génomes de virus à ARN incomplets, en partie à cause de leur complexité génétique et de leurs limitations technologiques.
Nos prochaines étapes seraient de déterminer quels types de gènes pourraient manquer et comment ils ont changé au fil du temps. La découverte de ces gènes pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre le fonctionnement de ces virus. 
Guillaume Dominguez Huerta , consultant scientifique en microbiologie, L'Université d'État de l'Ohio ; Ahmed Zayed , Chercheur en Microbiologie, L'Université d'État de l'Ohio ; James Wainaina , Chercheur Postdoctoral en Microbiologie, L'Université d'État de l'Ohio , et Matthieu Sullivan , professeur de microbiologie, L'Université d'État de l'Ohio .
Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original .