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Un virus bien intégré dans des guêpes parasites


Une collaboration internationale à laquelle a participé le Genoscope assemble le génome de guêpes du genre Cotesia et montre la dispersion dans tous leurs chromosomes des gènes d’un virus qu’elles ont intégré il y a des millions d’années. Ces résultats, parus dans Communications Biology, suggèrent que l’évolution d’un virus intégré dans un génome eucaryote est totalement différente lorsqu’il est utile à l’organisme qui l’héberge.




Publié le 14 février 2021

​Les virus ne sont pas toujours néfastes : ils peuvent apporter de nouvelles fonctions aux organismes qu’ils infectent. Un exemple spectaculaire est l’intégration, il y a 100 millions d’années (Crétacé), d’un bracovirus dans le génome des guêpes parasites du genre Cotesia. Ces guêpes attaquent des chenilles dans lesquelles leur progéniture se développe. Pour cela, elles fabriquent massivement des particules de bracovirus et les injectent, en même temps que leurs œufs, dans le corps de la chenille. Ces particules assurent la production de facteurs de virulence qui vont inhiber les défenses immunitaires de la chenille et modifier sa physiologie, rendant ainsi possible le développement des larves de guêpes à l’intérieur de son corps.

Un consortium international (France1, Pays-Bas, Brésil, Etats-Unis) dirigé par l’Institut de Recherche sur la Biologie de l’Insecte (IRBI - CNRS/Université de Tours) vient de montrer que les gènes du virus ont colonisé tous les chromosomes. Ce résultat a été obtenu grâce à la collaboration de plusieurs laboratoires du Genoscope2, membre de ce consortium, qui a séquencé puis réalisé l’assemblage complet du génome de différentes espèces de guêpes du genre Cotesia. Alors que les virus intégrés dans les génomes se dégradent en général peu à peu, finissant par être complètement éliminés, le bracovirus, au contraire, a fait l’objet d’une large expansion qui en fait un “virus géant”. En effet, la taille de son génome de près d’1 Megabase soutient la comparaison avec celle des plus grands virus connus, comme le Mimivirus qui infecte les amibes. Les gènes du bracovirus se sont dispersés dans l’ensemble des chromosomes de la guêpe. Cependant, certaines régions chromosomiques concentrent des gènes spécialisés dans des fonctions virales telle que la formation des particules et des cercles d’ADN introduites dans les chenilles. La plus grande, d’un ordre de grandeur comparable au Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH) essentiel à l’immunité des mammifères, constitue la majeure partie du bras court du chromosome 5 (C5). La comparaison de ces régions entre différentes espèces de guêpes Cotesia montre que cette architecture est conservée, ce qui suggére l’action de fortes contraintes évolutives dans leur maintien. Malgré l’activité massive de production des particules, l’analyse de l’expression des gènes de l’immunité de la guêpe montre qu’elle ne considère pas le virus comme un corps étranger. Ainsi, après 100 millions d’années de domestication, le virus a été complètement intégré à la physiologie de la guêpe.

Jusqu’à présent la domestication de virus complexes n’a été mise en évidence que chez les guêpes parasites mais elle pourrait constituer un mécanisme plus général de l’évolution permettant l’acquisition de nouvelles fonctions telles que la capacité de délivrer des gènes ou des protéines par l’intermédiaire de particules ou d’enveloppes virales.

Ce travail apporte des connaissances fondamentales sur le patrimoine génétique d'auxiliaires de l'agriculture dans l’objectif de développer ou renforcer des systèmes durables de production agricole. Différentes espèces de guêpes Cotesia sont ainsi déjà utilisées en lutte biologique du fait de leur redoutable efficacité contre certains lépidoptères ravageurs des cultures. En particulier, elles sont produites à grande échelle au Brésil depuis les années 80, pour traiter des millions d’hectares de cannes à sucre contre des chenilles foreuses de tiges, peu accessibles par les traitements phytosanitaires.


1 – En France, les membres de ce consortium sont l’Institut de recherche sur la biologie de l'insecte (IRBI – CNRS / Université de Tours), le laboratoire Génétique des génomes (CNRS / Institut Pasteur), l’Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES – CNRS / Sorbonne Université / Univ. Paris-Est Créteil Val-de-Marne / INRAE / IRD), le Genoscope (CEA / Université Paris-Saclay / Université Evry-Val-d’Essonne), le laboratoire de biométrie et biologie évolutive (LBBE – CNRS / Université Claude Bernard / Vetagro Sup), et le laboratoire Évolution, génomes, comportement et écologie (EGCE – CNRS / IRD / Université Paris-Saclay)
2 - Genoscope / Institut de Biologie François Jacob du CEA (CEA / Université Paris-Saclay / Université Evry-Val-d’Essonne)




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