L’incroyable découverte de virus fournit des indices sur les origines complexes de la vie

Concept d’artiste de « L’origine de la vie ».

La première découverte de virus qui infectent un groupe de microbes pouvant inclure Ancêtres de vie complexes Des scientifiques de l’Université du Texas à Austin (UT Austin) ont été retrouvés Signaler dans Microbiologie naturelle. Cette découverte surprenante fournit des indices alléchants sur les origines de la vie complexe et suggère de nouvelles directions pour enquêter sur l’hypothèse selon laquelle les virus étaient essentiels à l’évolution des humains et d’autres formes de vie complexes.

Il existe une hypothèse bien étayée selon laquelle toutes les formes de vie complexes telles que les humains, les étoiles de mer et les arbres – qui sont caractérisées par des cellules avec un noyau et sont appelées eucaryotes – sont apparues lorsque Les archées et les bactéries fusionnent pour former un organisme hybride. Recherche récente Il est suggéré que les premiers eucaryotes sont des descendants directs des soi-disant archées Asgard. Les dernières recherches, menées par Ian Rambo (ancien doctorant à l’Université d’Austin) et d’autres membres du laboratoire Brett Baker, mettent également en évidence le rôle des virus dans cette histoire d’un milliard d’années.

Virus qui infectent les archées ASGARD

Comparaison de tous les génomes de virus connus. Ces virus aux génomes similaires sont regroupés y compris ceux qui infectent les bactéries (à gauche) et les eucaryotes (au centre à droite et en bas). Les virus infectant les archées d’Asgard sont uniques à ceux décrits précédemment. Crédit : Université du Texas à Austin

« Cette étude ouvre la porte à une meilleure solution à l’origine des eucaryotes et à une compréhension du rôle des virus dans l’environnement et de l’évolution des archées d’Asgard », a déclaré Rambo. « Il existe une hypothèse selon laquelle les virus pourraient avoir contribué à l’émergence d’une vie cellulaire complexe. »

Alvin submersible

Des chercheurs de l’UT Austin ont utilisé le submersible Alvin pour collecter des échantillons de sédiments et de microbes à une profondeur de 2 000 mètres (6 600 pieds) dans le golfe de Californie. 1 crédit

Rambo pointe une hypothèse controversée appelée la formation d’eucaryotes viraux. Elle suggère qu’en plus des bactéries et des archées, les virus pourraient avoir contribué à certains composants génétiques du développement des eucaryotes. Bien que cette dernière découverte ne règle pas cette controverse, elle fournit des preuves intéressantes.

Les virus récemment découverts qui infectent les archées vivantes d’Asgard présentent certaines caractéristiques similaires aux virus qui infectent les eucaryotes, notamment la capacité de les transcrire.[{ » attribute= » »>DNA and hijack protein modification systems of their hosts. The fact that these recovered Asgard viruses display characteristics of both viruses that infect eukaryotes and prokaryotes, which have cells without a nucleus, makes them unique since they are not exactly like those that infect other archaea or complex life forms.

“The most exciting thing is they are completely new types of viruses that are different from those that we’ve seen before in archaea and eukaryotes, infecting our microbial relatives,” said Baker, associate professor of marine science and integrative biology and corresponding author of the study.

The Asgard archaea, which probably evolved more than 2 billion years ago and whose descendants are still living, have been discovered in deep-sea sediments and hot springs around the world, but so far only one strain has been successfully grown in the lab. To identify them, scientists collect their genetic material from the environment and then piece together their genomes. In this latest study, the researchers scanned the Asgard genomes for repeating DNA regions known as CRISPR arrays, which contain small pieces of viral DNA that can be precisely matched to viruses that previously infected these microbes. These genetic “fingerprints” allowed them to identify these stealthy viral invaders that infect organisms with key roles in the complex origin story of eukaryotes.

Alvin Submersible in Gulf of California

Researchers from UT Austin used the Alvin submersible to collect sediment samples and microbes from 2000m (6600 feet) deep in the Gulf of California. Credit: Brett Baker

“We are now starting to understand the implication and role that viruses could have had in the eukaryogenesis puzzle,” said Valerie De Anda, a research associate at UT Austin and co-author of the study.

Reference: “Genomes of six viruses that infect Asgard archaea from deep-sea sediments” 27 June 2022, Nature Microbiology.
DOI: 10.1038/s41564-022-01150-8

The other co-authors of the study are Pedro Leão, a postdoctoral research fellow at UT Austin, and Marguerite Langwig, formerly a master’s student at UT Austin and currently a doctoral candidate at the University of Wisconsin-Madison. This work was supported by the Moore and Simons Foundations.

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