Depuis des millions d'années, les humains et les virus se sont livrés à un bras de fer constant :alors que nos cellules développent de nouvelles façons de nous défendre contre nos ennemis viraux, ces agents pathogènes acquièrent à leur tour de nouveaux traits pour contourner ces défenses.

Maintenant, les scientifiques ont découvert qu'une similitude clé entre nos gènes et ceux de nombreux virus - une façon d'épeler le code génétique - a probablement permis aux virus d'échapper à nos défenses cellulaires. Paul Bieniasz, un professeur Rockefeller et chercheur au Howard Hughes Medical Institute qui a dirigé les travaux, dit que cela a commencé comme un effort pour comprendre comment le génome viral affecte le pouvoir infectieux du VIH, le virus qui cause le sida.

Signalé dans La nature , les récentes découvertes de son laboratoire offrent un aperçu de nos mécanismes de défense cellulaire, et suggérer de nouvelles voies pour le développement de vaccins.

De façon assez surprenante, tout se résume à une question d'orthographe.

Il existe une poignée de mots de la langue anglaise dont l'orthographe peut varier sans changer leur sens :couleur et couleur, par exemple, ou voyageur et voyageur. Notre génome n'est pas différent :il existe de nombreuses façons différentes d'épeler le code moléculaire qui compose nos gènes sans changer les protéines que ces gènes produisent. Mais Bieniasz et ses collègues ont découvert que pour le VIH et d'autres virus, certaines orthographes, ou des variantes spécifiques du code génétique, sont essentiels pour la réplication virale et l'infection.

Deux lettres adjacentes, perdu dans l'évolution

Tous les génomes sont des chaînes de petites molécules, appelés bases, qui sont représentés par des lettres telles que C, G, et A. Enchaînez ces lettres dans un ordre particulier, et ils épellent un mot, ou gène, qui produit une protéine particulière. En cherchant à identifier les parties du génome du VIH qui permettent l'infection, les chercheurs ont généré des versions mutantes du virus. Mais plutôt que de changer les protéines énoncées à travers ses lettres génétiques, ils ont introduit des orthographes alternatives pour les gènes, en gardant les protéines inchangées.

L'équipe de recherche a découvert que certains de ces mutants viraux étaient incapables de croître et de se répliquer. "Intuitivement, c'est inattendu, parce que toutes les protéines - les chevaux de bataille du virus - sont exactement les mêmes, ", explique Bieniasz.

Les virus mutants défectueux avaient une chose en commun, cependant :ils contenaient tous plusieurs instances d'une séquence particulière de deux lettres :CG.

Cette séquence de deux lettres ne semble pas être un événement très improbable. Il n'y a que quatre lettres dans le code génétique, la probabilité de trouver deux lettres ensemble est donc élevée : 1 sur 16, pour être exact. Et encore, par une étrange coïncidence d'évolution, la séquence CG est rare dans l'ADN humain. Lorsqu'ils sont placés côte à côte, la lettre C peut être modifiée dans une réaction chimique qui conduit finalement à son remplacement par une lettre différente.

"En raison de cette perte évolutive, le génome humain a maintenant environ 80 pour cent moins de séquences CG que ce à quoi on pourrait s'attendre par hasard, " a expliqué l'étudiant diplômé Matthew A. Takata, auteur principal du nouveau document.

Un œil de bœuf pour le système immunitaire

Nous, les humains, ne sommes pas les seuls à manquer de séquences CG :le VIH normal et de nombreux autres virus en manquent également, mais pour des raisons différentes. « De nombreux génomes viraux ne peuvent pas subir le même processus de modification chimique que les génomes de vertébrés comme le nôtre ont connu, " a déclaré Bieniasz. "Cela nous a amenés à nous demander :comment et pourquoi le VIH et d'autres virus ont-ils perdu leurs séquences CG ?"

Les chercheurs ont émis l'hypothèse qu'un système de surveillance cellulaire pourrait exister pour identifier et détruire les séquences CG, empêchant ainsi l'infection virale. Bieniasz, Takata, et l'équipe de recherche a exploité une nouvelle technologie d'édition de gènes pour rechercher des protéines qui pourraient servir de mécanisme de défense. Ils ont découvert que dans les cellules humaines, une protéine antivirale appelée "ZAP" (Zinc-finger Antiviral Protein) peut reconnaître des molécules qui ont de nombreuses séquences CG. ZAP se lie aux séquences, les identifiant comme la marque d'un envahisseur étranger. Ces génomes viraux sont ensuite détruits.

Les résultats offrent un aperçu de ce qui a causé la perte de séquences CG du VIH et d'autres virus au fil du temps. Ces virus se sont probablement adaptés aux mécanismes de défense des mammifères, évoluant pour supprimer les séquences CG et éviter la surveillance par ZAP.

Bien que de nombreux virus animaux comme le VIH contiennent peu de séquences CG, et donc ne pas être détruit par ZAP, les chercheurs pensent que la protéine sert toujours à nous protéger contre d'autres agents pathogènes. "Son activité permet aux cellules de reconnaître les envahisseurs étrangers comme 'non-soi, '" dit Bieniasz, " et peut fournir une défense contre les virus d'autres espèces, comme les insectes piqueurs, dont les génomes ont encore un grand nombre de séquences CG."

Pratiquement, la découverte peut être utile pour développer les affaiblis, ou atténué, virus qui sont souvent utilisés pour fabriquer des vaccins. En manipulant génétiquement un virus pour qu'il contienne un nombre accru de séquences CG, les chercheurs pourraient potentiellement proposer une version qui inciterait le système immunitaire des personnes à produire une immunité contre l'agent pathogène sans les rendre réellement malades.

"Recoder un virus avec de nombreuses séquences CG supplémentaires, " dit Takata, "est susceptible d'être efficace, moyen réglable et largement irréversible de l'atténuer, rendant le développement de vaccins plus rapide et plus sûr."