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Les virus codent classiquement leur matériel génétique soit en ADN, soit en ARN, mais pas les deux. En avril 2012, des chercheurs de l'Université d'État de Portland ont identifié un virus rare dont le génome combine ces deux acides nucléiques, soulevant la question de savoir s'il s'agit d'un événement ponctuel ou s'il fait partie d'une diversité virale plus large et inexplorée.
Alors que pratiquement toute vie cellulaire stocke des informations héréditaires dans l’ADN, les virus constituent une exception fascinante. Certains génomes viraux sont basés sur l'ADN, tandis que d'autres, comme le VIH et la grippe, sont basés sur l'ARN. Les deux molécules partagent un squelette de liaisons phosphodiester, mais l'ARN contient la base uracile (absente dans l'ADN) et un atome d'oxygène supplémentaire sur son sucre ribose, le rendant chimiquement moins stable et plus sujet à la dégradation.
Les principes virologiques de longue date soutiennent qu’un génome viral est soit de l’ADN, soit de l’ARN, et non un mélange. La découverte du virus hybride ARN-ADN (RDHV) dans le lac Boiling Springs, dans le parc national volcanique de Lassen, a remis en question cette vision. Le génome du RDHV est principalement constitué d'ADN, mais l'un de ses gènes reflète étroitement les séquences trouvées uniquement dans les virus à ARN, ce qui suggère qu'à un moment donné, le virus a incorporé un élément dérivé de l'ARN dans son squelette ADN.
Le virus a été isolé en filtrant l’eau du lac et en soumettant les particules capturées au séquençage de l’ADN. Par conséquent, sa gamme d’hôtes, son rôle écologique, son abondance et sa stabilité environnementale restent inconnus. À ce jour, le RDHV est le seul cas documenté d'un virus doté d'un génome hybride ADN-ARN.
Deux mécanismes plausibles pourraient expliquer comment un gène ARN est entré dans un génome viral à ADN. Premièrement, la co-infection d’une seule cellule hôte par un virus à ARN et un virus à ADN aurait pu permettre la transcription inverse d’un segment d’ARN en ADN, qui serait ensuite incorporé au génome viral. Deuxièmement, un événement de ligature directe aurait pu relier un brin d’ARN à un brin d’ADN au sein d’une cellule co-infectée. Les données actuelles ne peuvent pas favoriser de manière concluante un scénario par rapport à un autre, ni déterminer si de tels hybrides confèrent un avantage sélectif.
Les océans abritent environ des millions de virus par millilitre d’eau de mer, dont la plupart ciblent les bactéries. Malgré d’importants efforts de séquençage, la grande majorité des virus océaniques restent anonymes et mal compris. Les chercheurs ont analysé les ensembles de données du Global Ocean Survey à la recherche de séquences ressemblant au RDHV et ont identifié plusieurs correspondances, toutes appartenant à des virus encore non classifiés. Ce signal intrigant suggère que d'autres virus hybrides ARN-ADN pourraient exister dans les environnements marins, bien que des recherches ciblées soient nécessaires pour confirmer leur présence.