Alors que nous continuons à gérer la pandémie en cours, le rôle que jouent les virus n'a jamais été aussi pertinent. Ils sont présents et attaquent à peu près tous les organismes vivants, de la plus grosse baleine à la plus petite bactérie, y compris un type d'algue bleu-vert appelée cyanobactérie.

En étudiant les génomes des cyanobactéries Nostoc qui vivent dans les régions polaires extrêmes, les scientifiques espèrent comprendre non seulement comment ils parviennent à survivre, mais aussi le rôle que jouent les virus dans l'écologie de ces milieux. Pour répondre à ces questions, l'équipe de recherche comprenant, Dr Anne D. Jungblut, chercheur en microbiologie au Muséum d'histoire naturelle, avec ses collègues de l'Université Laval, La ville de Québec, Canada, se sont tournés vers des échantillons de cyanobactéries historiques conservés au Natural History Museum de Londres qui ont été collectés lors de l'expédition britannique dans l'Arctique, qui a eu lieu entre 1875 et 1876.

L'équipe a scruté l'ADN des cyanobactéries de l'Arctique à la recherche de preuves de virus laissés dans leur génome. Ils ont également recherché des composés connus sous le nom de métabolites secondaires qui aident les micro-organismes à survivre dans des conditions extrêmes et sont d'un grand intérêt pour le développement de nouveaux médicaments.

Le Dr Jungblut dit, "C'est la première fois que quelqu'un examine en détail cette interaction virale chez les cyanobactéries. Cela montre à quel point les virus font partie intégrante de l'écologie microbienne et de l'écologie des écosystèmes polaires."

"Une de nos analyses a également trouvé un nombre élevé de métabolites secondaires. Ceux-ci sont intéressants car ils sont souvent bioactifs, et certaines personnes les recherchent pour une utilisation dans le développement de nouveaux médicaments. »

Bien qu'il ait été collecté il y a plus de 100 ans, l'équipe a pu extraire l'ADN des échantillons de cyanobactéries, puis le comparer à des échantillons modernes pour voir s'il y avait eu des changements notables dans les organismes au fil du temps.

Les échantillons étudiés ont été récupérés par la British Arctic Expedition, qui a appareillé de Portsmouth en 1875 dans le but d'atteindre le pôle Nord. Dirigé par le capitaine George Strong Nares, l'expédition a remonté la côte est des îles de l'Arctique canadien, où il s'est retrouvé piégé dans la glace.

"C'était l'une de ces expéditions ratées où ils ont attrapé le scorbut et se sont retrouvés coincés au nord de l'île d'Ellesmere, " dit Anne. " Ils ont été piégés pour l'hiver, mais ont fait beaucoup d'observations scientifiques et de collectes d'échantillons biologiques et ont réussi à revenir. "

En étudiant ce qu'est effectivement le système immunitaire des cyanobactéries, ils ont pu voir que les virus qui attaquaient les micro-organismes en 1876 étaient complètement différents de ceux qui ciblent les virus modernes.

"C'est la première fois que quelqu'un examine en détail cette interaction virale, " explique le Dr Jungblut. " Au départ, nous espérions trouver les mêmes virus que ceux qui infectent les cyanobactéries modernes, mais nous ne l'avons pas fait.

"Ce n'est pas trop surprenant cependant, car les virus ont un chiffre d'affaires élevé et ils changent beaucoup comme nous le voyons avec l'émergence de nouvelles variantes de COVID-19. »

Ils ont également pu montrer que les cyanobactéries polaires et tempérées possédaient des gènes qui les aident à répondre à des conditions extrêmes. Bien qu'il n'y ait pas eu de traits génétiques évidents spécifiques aux cyanobactéries polaires Nostoc, ils avaient des concentrations plus élevées de certains métabolites secondaires. Ceux-ci pourraient intéresser à l'avenir les chercheurs qui développent de nouveaux médicaments.

Les travaux permettent de mettre en évidence le rôle clé que jouent les virus dans les écosystèmes polaires, ainsi que la valeur des échantillons collectés il y a des centaines d'années dans les collections des musées d'histoire naturelle, et qui peut maintenant être étudié encore plus en détail à l'aide d'outils génomiques.

L'étude, "Diversité génomique et systèmes CRISPR‐Cas chez la cyanobactérie Nostoc dans le Haut-Arctique, " est publié dans le Microbiologie environnementale .