Des échantillons d’eau de mer collectés dans le monde entier ont permis d’identifier plus de 5 000 nouvelles espèces de virus à ARN. Ces travaux élargissent les possibilités de recherche écologique et remodèlent notre compréhension de l’évolution de ces agents infectieux. Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Science.
Virus à ARN
Les virus jouent un rôle fondamental dans l’écosystème de notre planète. Les identifier et comprendre leur dynamique est donc essentiel pour anticiper la réponse d’un environnement sous pression. Dans le cadre d’une étude, une équipe du Tara Oceans Consortium, un projet mondial pour étudier l’impact du changement climatique sur l’océan, s’est intéressée aux communautés de virus à ARN (qui utilisent l’ARN comme matériel génétique) évoluant en milieu océanique. Ces agents sont sous-étudiés par rapport aux virus à ADN.
« Les études sur les virus à ARN se sont généralement concentrées sur ceux qui causent des maladies« , souligne Matthew Sullivan, de l’Ohio State University. « Toutefois, ils ne sont qu’une « infime partie » de tous ces agents présents sur Terre. Nous voulions les étudier systématiquement à très grande échelle et explorer un environnement que personne n’avait examiné en profondeur« .
Pour ce faire, les chercheurs ont analysé 35 000 échantillons d’eau prélevés à 121 endroits dans les cinq océans du monde. Ils ont plus précisément examiné des séquences génétiques extraites de petits organismes aquatiques connus sous le nom de plancton qui sont des hôtes communs pour les agents à ARN. Pour leurs analyses, l’équipe s’est concentrée sur un gène ancien appelé RdRp, qui se trouve dans tous les virus à ARN, mais est absent des autres virus et cellules. Ils ont finalement identifié plus de 44 000 séquences avec ce gène.
Cependant, le gène RdRp est présent sur Terre depuis des milliards d’années et il a évolué de nombreuses fois. Il était donc difficile pour les chercheurs de déterminer la relation évolutive entre chaque séquence. Ils ont finalement utilisé l’apprentissage automatique pour les organiser.
Une incroyable diversité
Dans l’ensemble, ils ont identifié environ 5 500 nouvelles espèces de virus à ARN. La diversité de ces nouveaux virus était d’ailleurs si grande que les chercheurs ont proposé de doubler le nombre de groupes taxonomiques nécessaires pour classer tous ces virus. De cinq phylums existants, nous pourrions ainsi passer à dix. Ils proposent de les nommer Taraviricota, Pomiviricota, Paraxenoviricota, Wamoviricota et Arctiviricota.
« Il y a tellement de nouvelle diversité ici. Un nouveau phylum, le Taraviricota, a également été identifié dans tous les océans. Cela laisse à penser que ces virus sont écologiquement très importants« , poursuit Matthew Sullivan. Ils étaient particulièrement abondants dans les eaux tempérées et tropicales, tandis que les virus du phylum Arctiviricota étaient les plus abondants dans l’océan Arctique.
En savoir plus sur la diversité et l’abondance des virus océaniques aidera à expliquer le rôle des microbes marins dans l’adaptation des océans au changement climatique. Les océans absorbent en effet la moitié du CO2 d’origine anthropique dans l’atmosphère et des recherches antérieures de ce groupe ont suggéré que les virus marins sont le « bouton » d’une pompe biologique affectant la façon dont le carbone peut être stocké.
Enfin, comprendre comment le gène RdRp a divergé au fil du temps pourrait également conduire à une meilleure compréhension de la façon dont la vie a évolué sur Terre. « RdRp est censé être l’un des gènes les plus anciens. Il existait avant qu’il y ait un besoin d’ADN« , souligne en effet Ahmed Zayed, coauteur de ces travaux. « Nous ne retraçons donc pas seulement les origines des virus, mais également les origines de la vie ».
