Les sols gelés, la cachette d’une grande diversité de virus géants

Découverts il y a une vingtaine d’années, les virus géants se sont révélés particulièrement abondants dans les milieux aquatiques, notamment marins. La génomique environnementale les répertoriait toutefois difficilement dans les environnements plus riches et complexes comme le sol. Une étude publiée dans la revue Nature Communications lève le voile sur leur grande diversité et leur abondance dans le pergélisol. Ces analyses ont permis de reconstituer des séquences génomiques complètes de virus géants enfouis dans le sol gelé datant de 42 000 ans.

Parmi les nombreux virus présents sur Terre, certains sont dits « géants » car la taille de leurs particules est comparable à celle de bactéries, et leur génome aussi riche en gènes que certaines cellules eucaryotes, comme les microsporidies. L’essor de la génomique environnementale de ces dernières années a mis en lumière l’abondance de ces virus dans les environnements aquatiques, en particulier marins, où ils semblent jouer un rôle majeur dans la régulation des populations planctoniques. Ils pourraient même intervenir dans ces écosystèmes en reprogrammant l’activité métabolique des cellules qu’ils infectent. Mais si les études de « métagénomique » (analyse collective des gènes) ont permis de décrire l’abondance et la diversité des virus géants dans la mer, elles ont livré jusqu’alors peu de renseignements sur cette population virale particulière présente dans les sols, se heurtant à la complexité de ces milieux et à la difficulté d’identifier ces virus en l’absence d’un marqueur moléculaire spécifique.

On suppose néanmoins qu’ils sont présents en abondance, puisque des virus géants encore infectieux ont d’ores et déjà été isolés à partir d’échantillons de pergélisol ancien datant de 30 000 ans.

Après avoir catalogué l’ensemble des populations microbiennes dans différents échantillons de pergélisol, les scientifiques se sont focalisés s’est focalisée sur la présence de virus géants dans ces mêmes échantillons, grâce à la mise au point d’une méthode permettant de séparer les séquences génomiques virales des séquences provenant d’organismes cellulaires. L’analyse de ces données montre que les virus géants présentent une grande diversité dans ce type de milieu et y sont également très abondants, représentant jusqu’à 12% de l’ADN séquencé dans un échantillon. Fait rare en métagénomique, cette abondance a même permis la reconstruction du génome complet d’un nouveau virus préhistorique (datant de 42 000 ans) de la famille des Pithoviridae, baptisé Hydrivirus. Son génome a une taille record de 1,6 Mb.

Cette étude ouvre la voie à de futurs travaux permettant de comprendre le rôle que peuvent jouer les virus géants, en particulier les Pithoviridae, dans ce type d’écosystème complexe.

 

© Sofia Rigou et Matthieu Legendre

Légende : Arbre phylogénétique de séquences métagénomiques virales issues d’échantillons de pergélisol et représentation de particules virales de référence. Les Pithoviridae, des virus géants particulièrement divers et abondants dans le pergélisol sont représentés en rouge sur la phylogénie.

Pour en savoir plus : 
Past and present giant viruses diversity explored through permafrost metagenomics.
Rigou, S., Santini, S., Abergel, C., Claverie J.M., Legendre M.
Nature Communications, Nat Commun 13, 5853 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-33633-x

 

Contact

Matthieu Legendre
Chercheur CNRS au laboratoire Information génomique et structurale (IGS)

 

Laboratoire

Laboratoire information génomique et structurale - IGS (CNRS/Université Aix-Marseille)
Institut de microbiologie de la Méditerranée - IMM
163 Avenue de Luminy - case 934
13288 Marseille cedex 09