Une étude révèle que des virus géants ont aidé à construire les premières cellules complexes

Pendant des décennies, l'histoire de l'apparition de la vie complexe sur Terre a été racontée comme un partenariat entre deux micro-organismes : une archée ayant servi d'hôte et une bactérie devenue la mitochondrie. Une étude publiée mercredi dans Nature bouleverse ce récit, révélant que l'ancêtre de tous les animaux, plantes, champignons et protistes a puisé son génome dans un éventail plus large de protagonistes, incluant d'autres groupes bactériens et des virus géants.irbbarcelona+2

Une scène bondée

La recherche, dirigée par le Dr Toni Gabaldón de l'IRB Barcelona et du Barcelona Supercomputing Center, a utilisé le supercalculateur MareNostrum pendant plus de cinq ans pour reconstruire le protéome du dernier ancêtre commun eucaryote, connu sous le nom de LECA. En retraçant l'histoire évolutive de milliers de familles de gènes chez les eucaryotes vivants, l'équipe a identifié des contributions issues de lignées bactériennes autres que l'ancêtre mitochondrial.eurekalert+1

Deux groupes bactériens ont laissé une empreinte particulièrement marquée : les Myxococcota, qui pourraient avoir contribué à des gènes liés au métabolisme des lipides, et les Planctomycetota, qui semblent liés au développement de compartiments cellulaires internes, une caractéristique des cellules eucaryotes. Les analyses suggèrent que ces contributions sont arrivées à des moments différents. Les Planctomycetota représentent un signal plus ancien, tandis que les Myxococcota et l'ancêtre mitochondrial semblent plus proches sur la chronologie.irbbarcelona+1

« Pendant longtemps, nous avons expliqué l'origine des cellules complexes comme une histoire avec deux protagonistes principaux : une archée et la bactérie qui a donné naissance à la mitochondrie », a déclaré Gabaldón dans un communiqué. « Notre étude suggère que ce récit est incomplet et qu'il y avait d'autres acteurs sur scène, notamment d'autres groupes bactériens et des virus géants qui auraient pu faciliter les échanges génétiques ».larazon

L'entrée en scène des virus géants

Parmi les découvertes les plus inattendues de l'étude figure l'implication des Nucleocytoviricota, un groupe de virus géants. Les auteurs proposent que ces virus, plutôt que d'être simplement des parasites, ont agi comme des vecteurs pour transporter l'ADN entre des micro-organismes coexistant dans le même environnement, contribuant ainsi à façonner le génome eucaryote ancestral.irbbarcelona+2

L'étude ne diminue pas le rôle central de la mitochondrie dans l'évolution eucaryote. Au contraire, elle reformule l'origine des cellules complexes comme un processus plus long et plus graduel impliquant une communauté microbienne plutôt qu'une fusion unique et décisive. Le LECA, suggèrent les chercheurs, est probablement apparu dans un environnement riche en microbes où les symbioses et les transferts de gènes étaient courants.larazon+1

Pourquoi c'est important

La question de savoir comment la complexité eucaryote a émergé reste l'un des problèmes les plus débattus en biologie. Les nouvelles découvertes offrent un cadre dans lequel le passage de cellules simples à complexes n'a pas été un événement singulier, mais une collaboration étendue, qui s'est déroulée sur des millions d'années et a impliqué des organismes issus de tout l'arbre de la vie, et au-delà.nature+1