Les virus géants représentent un groupe unique de virus dont la taille est similaire à celle des petites bactéries. Le médusavirus, un type spécial de virus géant, a été isolé pour la première fois dans une source chaude au Japon. Des études génétiques ont montré que le médusavirus était plus étroitement lié aux cellules eucaryotes qu'aux autres virus géants, ce qui suggère qu'il pourrait détenir la clé pour comprendre l'évolution eucaryote. Bien que les détails de la morphologie et de la maturation du médusavirus dans les cellules infectées soient jusqu'à présent restés insaisissables, les chercheurs à l'origine de sa découverte initiale ont maintenant des réponses.

Dans une étude récente publiée dans Journal of Virology , une équipe de scientifiques japonais dirigée par le professeur Kazuyoshi Murata des Instituts nationaux des sciences naturelles et le professeur Masaharu Takemura de l'Université des sciences de Tokyo a révélé, pour la première fois, un processus de maturation unique en quatre étapes que le médusavirus subit au sein de l'hôte cellules.

Le professeur Takemura commente :« D'un point de vue évolutif, le médusavirus est extrêmement intéressant, car son processus de réplication et son génome sont différents de ceux des autres virus. Fait intéressant, le médusavirus a également une structure particulaire unique. progrès vers l'élucidation de la biologie de ce virus en caractérisant sa morphologie et son processus de maturation."

Pour ce faire, les chercheurs ont utilisé deux techniques qui permettent la visualisation à haute résolution de l'infection virale :la microscopie électronique à transmission conventionnelle (C-TEM) et la cryo-microscopie électronique (cryo-EM). Grâce à ces techniques, ils ont observé la morphologie détaillée des particules de médusavirus dans des cellules d'amibe infectées.

Leur première découverte, plutôt surprenante, a été la présence de quatre types de particules de médusavirus à la fois à l'intérieur et à l'extérieur des cellules hôtes infectées. Sur la base de leurs caractéristiques, ces particules ont été nommées pseudo-ADN-vide (p-vide, c'est-à-dire rempli de matière spongieuse mais pas d'ADN), ADN-vide (vide, c'est-à-dire pas de matière spongieuse ou d'ADN), semi-ADN-plein (s-plein, c'est-à-dire à moitié rempli d'ADN) et plein d'ADN (plein, c'est-à-dire complètement rempli d'ADN).

Par la suite, ils ont effectué une analyse temporelle, dans laquelle l'expression du gène a été mesurée à plusieurs moments de la maturation, et ont découvert que les quatre types de particules représentaient quatre étapes consécutives de la maturation virale. Ils ont découvert que contrairement à d'autres virus, la capside virale ou la coquille du médusavirus était produite indépendamment dans le cytoplasme de la cellule hôte, tandis que l'ADN viral était produit dans le noyau. De plus, seules les capsides vides présentes à proximité du noyau de l'hôte pourraient incorporer de l'ADN viral et devenir des particules s-Full ou pleines d'ADN. Ces résultats suggèrent que le médusavirus a un processus de maturation unique.

Pour observer la structure détaillée des quatre types de particules de médusavirus, l'équipe a utilisé la technique cryo-EM. Ils ont découvert que tous les différents types de particules avaient une structure externe comparable, avec la présence de trois pointes différentes. La configuration de l'enveloppe de la capside était également cohérente avec la structure de la couche membranaire à l'intérieur de la capside. Cependant, alors que les particules s-Full et Full montraient une membrane interne complète, les particules p-Empty et Empty avaient des "structures de membrane ouvertes", ce qui signifie que la membrane avait un espace à une extrémité.

"Les virus sont intelligents et peuvent se répliquer et mûrir de différentes manières. Nos découvertes révèlent la manière unique dont le médusavirus mûrit. Les membranes ouvertes que nous avons observées dans les particules p-Empty et Empty étaient particulièrement intéressantes. et représentent un état dans lequel les particules virales n'ont pas encore mûri. Les lacunes sont probablement utilisées pour échanger l'ADN et les protéines nécessaires à la maturation du médusavirus et disparaissent lorsque le virus atteint son stade final », explique le professeur Takemura.

Ces nouvelles connaissances démontrent non seulement un nouveau mécanisme de formation et de maturation des particules chez le médusavirus, mais mettent également en lumière la grande diversité structurelle et comportementale des virus géants. Ils représentent un pas de géant dans nos connaissances sur la biologie des virus et appellent à de nouvelles recherches sur les virus géants, ce qui pourrait aider à répondre à de nombreuses questions sur l'évolution et l'infection.