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Wee, les créatures unicellulaires peuvent manger des virus

De minuscules créatures unicellulaires flottant dans l’océan sont peut-être les premiers organismes confirmés à manger des virus.

Les scientifiques ont ramassé les organismes, connus sous le nom de protistes, des eaux de surface du golfe du Maine et de la mer Méditerranée au large des côtes de la Catalogne, en Espagne. Ils ont trouvé une flopée d’ADN viral associé à deux groupes divers de protistes, appelés choanozoaires et picozoens; les mêmes séquences d’ADN sont apparues dans de nombreux membres des deux groupes, bien que certains de ces organismes unicellulaires ne soient pas étroitement liés.

« Ce serait comme des organismes aussi éloignés que les arbres et les humains, ou même plus éloignés que cela », a déclaré l’auteur principal Julia Brown, bioinformaticienne au Bigelow Laboratory for Ocean Sciences dans le Maine. « Il est très, très improbable que ces virus soient capables d’infecter tous les organismes dans lesquels nous les avons trouvés. » Après avoir effectué un certain nombre de tests, Brown et ses collègues ont conclu que les protistes consommaient probablement les virus comme nourriture, plutôt que de les ramasser par hasard ou d’être infectés par eux. L’équipe affirme que leurs découvertes, publiées en ligne aujourd’hui (24 septembre) dans la revue Frontiers in Microbiology, pourraient remodeler notre façon de penser à l’ensemble du réseau trophique océanique, le réseau de qui-mange-qui relie tout, des petites bactéries aux plantes en passant par baleine bleue.

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Cependant, un expert a déclaré à 45secondes.fr que l’étude ne prouvait pas de manière concluante que les protistes avaient réellement mangé les virus.

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« La détection de séquences virales dans … les cellules à elle seule peut difficilement répondre à la question de savoir comment ces particules virales sont entrées dans la cellule », a déclaré Christian Griebler, écologiste microbien d’eau douce à l’Université de Vienne, qui n’a pas participé à l’étude. un email. Des travaux supplémentaires seront nécessaires pour montrer comment et si ces protistes engloutissent des virus, et si c’est le cas, quelle nutrition ils tirent de ces collations microscopiques, a-t-il déclaré.

Un nouveau nœud dans la chaîne alimentaire?

Il a été démontré que les protistes qui ont un noyau pour contenir leur ADN, connus sous le nom d’eucaryotes, absorbent l’ADN viral dans le passé, a noté Griebler. Cependant, les scientifiques ne savent pas grand-chose sur la manière dont les cellules absorbent les virus en premier lieu, a-t-il déclaré. Les protistes qui filtrent les aliments peuvent aspirer des virus flottant librement dans l’eau environnante, ou ils peuvent capturer des virus qui s’attaquent à d’autres minuscules particules de matière dans l’océan. En outre, des virus appelés bactériophages infectent les cellules bactériennes et les protistes qui mangent des bactéries peuvent par inadvertance absorber ces virus, a-t-il ajouté.

Mais une grande question demeure quant à l’importance des virus de source alimentaire pour les protistes qui peuvent les ingérer, a déclaré Brown.

Le petit nombre d’études antérieures sur la consommation protiste de virus a eu lieu dans des laboratoires contrôlés, « mais ces [protist] les isolats ne représentaient pas ce qui est abondant dans l’océan, et aucune conclusion n’a été tirée quant à sa pertinence par rapport à ce qui se passe dans le monde réel », a déclaré l’auteur principal Ramunas Stepanauskas, chercheur principal au Bigelow Laboratory for Ocean Sciences. Science en direct Pour trouver des preuves concrètes de la consommation de virus par des protistes, Stepanauskas et son équipe se sont rendus au large.

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En tout, l’équipe a rassemblé près de 1 700 protistes individuels du golfe du Maine et de la mer Méditerranée; ils ont capturé des cellules appartenant à plus de 10 groupes différents de protistes, bien que les choanozoaires et les picozoaires soient principalement apparus dans des échantillons d’eau du golfe du Maine. L’équipe a ensuite envoyé les échantillons d’eau via un instrument appelé cytomètre en flux, qui trie toutes les cellules flottant dans l’eau en fonction de leurs caractéristiques physiques. De là, ils ont analysé l’ADN associé à chaque cellule triée; cela comprenait l’ADN de la cellule elle-même, tous les microbes collés à sa surface et tous les organismes piégés dans l’organisme.

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Exemple de cellule picozoaire

Exemple de cellule picozoaire (Crédit image: Wikimedia Commons)

Cette technique de collecte du génome « ne fait pas de distinction entre l’ADN génomique et tout autre ADN qui est déjà dans la cellule, c’est pourquoi nous avons également pu voir l’ADN viral et toutes les bactéries associées qui pourraient être là », a déclaré Brown. Dans l’ensemble, l’ADN viral est apparu chez environ 51% des protistes du golfe du Maine et 35% de ceux de la Méditerranée, la plupart de ces virus étant des bactériophages ou des virus infectant les bactéries. Mais au sein des groupes des choanozoaires et des picozoaires, 100% des échantillons contenaient des séquences d’ADN viral, mais peu de traces d’ADN bactérien, par comparaison. Cela laisse entendre que les protistes ont absorbé les virus, de manière isolée, plutôt qu’en mangeant des bactéries infectées.

« Nous constatons … des niveaux élevés de virus dans ces deux groupes, et de manière cohérente chez tous les membres des groupes », en particulier par rapport aux autres protistes, a déclaré Brown. Ayant également exclu la possibilité que tous ces protistes soient directement infectés par des virus, l’équipe a estimé que les virus pouvaient soit être collés à l’extérieur des cellules, soit être accidentellement triés avec les cellules dans le cytomètre en flux. Mais ils ont constaté que « les niveaux de virus que nous voyons dans ces cellules sont supérieurs au nombre qui serait trié par accident », a déclaré Brown. Les niveaux variables de virus entre les différents groupes protistes rendent également peu probable que les agents pathogènes se collent aux protistes au hasard, a-t-elle ajouté.

Encore quelques inconnues

Malgré ces données, Griebler a déclaré qu’il existe encore d’autres explications sur la façon dont l’ADN viral s’est retrouvé chez les protistes, y compris la possibilité que les protistes aient consommé des cellules bactériennes infectées. Pour exclure définitivement cette possibilité, les auteurs de l’étude devraient vérifier si les séquences virales trouvées chez les protistes semblent également abondantes dans les cellules bactériennes et à quelle fréquence ces cellules bactériennes apparaissent dans le ventre cellulaire des protistes, a-t-il déclaré. De plus, si ces virus représentent une source de nourriture, la quantité de nutriments fournis par les virus doit encore être calculée, a ajouté Griebler.

« Un calcul à l’arrière de l’enveloppe révèle qu’une cellule protozoaire qui mange des particules virales au lieu de cellules bactériennes doit absorber 100 (ou plus) particules virales pour obtenir la même quantité de carbone lorsqu’elle mange une cellule bactérienne », a-t-il noté. . « Il semble très peu probable que les protozoaires » – des protistes eucaryotes – « puissent couvrir leur demande en carbone et en nutriments à partir d’un régime viral. »

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Cela dit, alors que les choanozoaires sont connus pour consommer des bactéries, le régime alimentaire des picozoaires reste quelque peu mystérieux. Un rapport, publié en 2007 dans la revue PLOS ONE, a révélé que l’appareil d’alimentation du picozoa est trop petit pour capturer les cellules bactériennes, mais suffisamment grand pour engloutir des particules de moins de 0,000006 pouces (150 nanomètres) de diamètre, qui pourraient inclure des virus. « Picozoa est un groupe vraiment mystérieux de protistes dans l’océan », a noté Stepanauskas. Ils peuvent représenter jusqu’à 15% d’une communauté protiste donnée, en particulier ceux des eaux côtières, donc apprendre si les picozoïens dévorent des virus pourrait remodeler notre compréhension de la façon dont les nutriments circulent dans l’océan dans son ensemble, a-t-il déclaré.

« Si vous combinez la biomasse de protistes marins ou de virus marins, cette biomasse est beaucoup plus grande que toutes les baleines combinées », a déclaré Stepanauskas. «Les plus gros organismes que nous voyons à l’œil nu… ils dépendent totalement des organismes microscopiques» pour envoyer des nutriments à travers le réseau trophique.

Le fait de constater que les virus non seulement infectent les cellules mais qu’ils peuvent être considérés comme un nœud critique dans le réseau trophique représente «une manière différente de penser», a-t-il ajouté. En mangeant des virus, les protistes pourraient envoyer des effets d’entraînement sur tout l’écosystème marin, à la fois en limitant le nombre de virus disponibles pour infecter les cellules bactériennes et en déplaçant les nutriments des virus vers des niveaux plus élevés du réseau alimentaire, a déclaré Brown.

Publié à l’origine sur 45secondes.fr.

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