Comment les virus ARN gouvernent secrètement les océans

Des milliers de virus à ARN récemment identifiés dans les océans du monde pourraient exercer une énorme influence sur les écosystèmes. En reprogrammant les hôtes qu’ils infectent, ces derniers pourraient en effet avoir une influence jusqu’alors insoupçonnée sur le cycle du carbone.

Les virus de l’océan

Un virus à ARN est un virus dont le matériel génétique est constitué d’ARN, un cousin moléculaire de l’ADN. On connaît de nombreux exemples de ces agents pathogènes sur la terre ferme, dont certains sont connus pour infecter les humains. Les coronavirus et les virus de la grippe sont des exemples. En revanche, ceux évoluant dans le milieu océanique sont encore très méconnus. Combien sont-ils ? Quels hôtes infectent-ils ?

Plus tôt cette année, une équipe de chercheurs dirigée par Guillermo Dominguez-Huerta, de l’Université d’État de l’Ohio, avait rapporté avoir trouvé plus de 5 500 virus à ARN non identifiés auparavant dans les océans du monde. Pour ces travaux, publiés début avril dans la revue Science, les chercheurs avaient analysé 35 000 échantillons d’eau collectés à partir de 121 sites dans les cinq océans du monde. Ces échantillons d’eau regorgeaient de planctons, de petits organismes à la base de la chaîne alimentaire. Ces derniers servent également souvent d’hôtes aux virus à ARN.

Pour identifier la présence des agents pathogènes, l’équipe avait passé au crible tout l’ARN des cellules des planctons pour trouver un extrait spécifique de code génétique, appelé gène RdRp. Il s’agit d’une séquence codante commune à tous les virus à ARN. Finalement, les chercheurs avaient identifié tellement de nouveaux virus à ARN qu’elle avait proposé de doubler le nombre de phylums connus (grandes catégories taxonomiques) afin de pouvoir tous les classer.

Un rôle dans le cycle du carbone

Depuis, les chercheurs ont tenté de mieux appréhender la manière dont ces virus sont distribués à travers le monde océanique, mais aussi les hôtes qu’ils infectent. Dans le cadre d’une nouvelle étude publiée dans la revue Science, ils ont déterminé que les communautés virales pouvaient être classées en quatre zones principales : Arctique, Antarctique, zone épipélagique tempérée et tropicale (près de la surface), et zone ésopélagique tempérée et tropicale (entre 200 à 1 000 mètres). Point intéressant : la variété de virus semblait plus élevée dans les zones polaires, bien qu’il y ait une plus grande variété d’hôtes à infecter dans les eaux plus chaudes.

Pour identifier ces hôtes, l’équipe a utilisé plusieurs stratégies de pointe. Ces analyses ont finalement révélé que de nombreux virus à ARN dans l’océan infectent les champignons et les protistes. Certains infectent aussi les invertébrés, tandis qu’une toute petite fraction infecte les bactéries.

Or, les champignons et les protistes, qui comprennent les algues et les amibes, sont connus pour extraire le dioxyde de carbone de l’atmosphère. De par leurs actions, ces organismes influencent donc la quantité de carbone qui finit par être stockée dans l’océan.

L’équipe a en effet découvert de manière inattendue que bon nombre de ces des virus portaient des gènes « volés » de leurs cellules hôtes, perturbant ainsi leur métabolisme d’une manière ou d’une autre, probablement afin de maximiser la production de nouvelles particules virales. En infectant ces hôtes, les virus à ARN affecteraient donc également la façon dont le carbone circule dans l’océan. Cette nouvelle étude suggère ainsi que l’infection d’organismes marins par des virus à ARN pourrait être un facteur jusque-là non reconnu à prendre finalement en compte dans les modèles de changement climatique.