Pendant de nombreuses années, de petits segments d’ADN connus sous le nom d’« éléments génétiques égoïstes » étaient considérés comme non essentiels, n’existant que pour se propager.
Cependant, les chercheurs de l’ Université de Californie à San Diego (UCSD) ont découvert que ces éléments pourraient jouer un rôle important dans la compétition entre les organismes.
Objectif de l’étude
« Les introns contenant des endonucléases homing sont très répandus dans la nature et ont longtemps été considérés comme des éléments égoïstes qui n’apportent aucun avantage à l’organisme hôte. Ces éléments génétiques sont courants dans les virus, mais on ne sait pas s’ils confèrent un avantage sélectif », ont noté les chercheurs.
Les résultats, publiés dans la revue Sciencerévèlent que les éléments génétiques, en particulier les introns mobiles dans les bactériophages (phages), peuvent en effet conférer des avantages compétitifs à leurs hôtes.
« Dans ce travail, nous avons étudié l’endonucléase homing codée par l’intron gp210 dans le bactériophage ΦPA3 et avons découvert qu’elle contribue à la compétition virale en interférant avec la réplication d’un phage co-infectant, ΦKZ », ont écrit les auteurs de l’étude.
Les bactériophages surpassent les virus rivaux
Les bactériophages, des virus qui infectent les bactéries, sont les organismes les plus abondants sur Terre. L’équipe de recherche a découvert que les introns mobiles agissent comme des outils pour les phages, leur permettant de surpasser les virus rivaux.
« C’est la première fois qu’il est démontré qu’un élément génétique égoïste confère un avantage compétitif à l’organisme hôte qu’il a envahi », a déclaré Erica Birkholz, co-auteure principale et chercheuse postdoctorale à l’UCSD.
Éléments génétiques militarisés
En se concentrant sur les phages « géants », les chercheurs ont analysé la dynamique au sein de cellules bactériennes co-infectées par deux phages. Ils ont observé comment une enzyme appelée endonucléase issue de l’intron mobile d’un phage perturbe l’ADN des phages concurrents.
Cette enzyme coupe le génome du phage rival, l’empêchant ainsi d’assembler efficacement sa progéniture. Comme l’a noté Birkholz, « cette endonucléase intronique militarisée confère un avantage compétitif au phage qui la porte ».
L’étude souligne l’importance de ces découvertes pour comprendre la course aux armements évolutive parmi les virus.
« Nous avons pu clairement définir le mécanisme qui confère un avantage et comment cela se produit au niveau moléculaire », explique Chase Morgan, co-auteur principal et étudiant diplômé de la même université. « Cette incompatibilité entre des éléments génétiques égoïstes devient une guerre moléculaire. »
Implications plus larges de la recherche
Les implications de ces recherches s’étendent à la phagothérapie, de plus en plus utilisée pour lutter contre les bactéries résistantes aux antibiotiques. Les connaissances acquises pourraient améliorer la conception de cocktails de phages, augmentant ainsi leur efficacité.
« Les phages de cette étude peuvent être utilisés pour traiter les patients atteints d’infections bactériennes associées à la fibrose kystique », a déclaré l’auteur principal Joe Pogliano, professeur de sciences biologiques à l’UCSD.
« Comprendre comment ils entrent en compétition les uns avec les autres nous permettra de créer de meilleurs cocktails pour la phagothérapie. »
Essentiellement, cette étude non seulement redéfinit notre compréhension des éléments génétiques égoïstes, mais fournit également un aperçu plus approfondi de la compétition virale et des applications thérapeutiques potentielles.
Ces résultats remettent en cause l’idée selon laquelle ces segments d’ADN ne seraient que de simples auto-stoppeurs génétiques, montrant qu’ils peuvent avoir un impact significatif sur la survie et l’évolution de l’hôte.
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2024-07-05 02:51:20
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