Les scientifiques découvrent et ressuscitent d’anciens virus piégés dans le pergélisol et les restes gelés. Piégé dans les sols froids de l’Arctique et dans les lits des rivières, le monde regorge d’anciens microbes. Les bactéries et les virus qui existaient il y a des milliers d’années sont figés dans le temps à l’intérieur des couches préhistoriques du pergélisol. La hausse des températures pourrait faire fondre la majeure partie de la glace et libérer ces microbes de leurs prisons glacées. Les virus trouvés sont inoffensifs, mais d’autres micro-organismes, non encore étudiés, peuvent, lorsqu’ils sont libérés, infecter des personnes ou d’autres animaux.
Le permafrost de l’Extrême-Orient russe fond rapidement et pourrait conduire à l’émergence de virus inconnus et dormants depuis longtemps. Michael Robinson Chavez/The Washington Post
« Le risque augmentera inévitablement avec le réchauffement climatique, à mesure que la fonte du pergélisol continue de s’accélérer et que de plus en plus de personnes peuplent l’Arctique », a déclaré à CNN Jean-Michel Claverie, biologiste informatique à l’Université d’Aix-Marseille en France qui étudie les virus anciens et exotiques.
Jusqu’à présent, les scientifiques n’ont étudié que les virus du pergélisol qui infectent les organismes unicellulaires appelés amibes, car ces virus sont inoffensifs et servent de bon modèle pour d’autres virus pouvant se cacher sous la glace.
Le Pithovirus sibericum est l’un des plus gros virus jamais découverts. Le virus est inoffensif pour les humains et les autres animaux. Il mesure environ 1,5 micromètre de long, soit à peu près la taille d’une petite bactérie, et appartient à un groupe connu sous le nom de «virus géants», qui sont des virus à ADN double brin et, à quelques exceptions près, sont visibles au microscope optique. P. sibericum apparaît comme un ovale à paroi épaisse avec un trou à une extrémité, surmonté d’une structure liégeuse et d’un réseau en forme de nid d’abeille.
Des scientifiques à la recherche d’agents pathogènes inconnus ont découvert P. sibericum situé au cœur de l’ancien pergélisol sibérien, récupéré en 2000 dans la Kolyma, dans l’Extrême-Orient russe. Ils ont ressuscité le virus vieux de 30 000 ans en exposant un échantillon de pergélisol à des amibes, qui sont les seuls hôtes connus de P. sibericum.
Le Pithosvirus sibericum est l’un des plus gros virus jamais découverts, ayant une structure en forme de bouchon à une extrémité. Giulia Bartoli/Chantal Abergel, IGS et CNRS-AMU
« Notre protocole consiste à mettre des cultures d’amibes (en laboratoire) en contact avec différents échantillons dans l’espoir qu’ils contiendront des virus susceptibles d’infecter les amibes », a déclaré Claverie.
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Les chercheurs ont nommé le virus d’après le mot grec « pithos », qui fait référence aux grands récipients ou amphores utilisés par les Grecs de l’Antiquité pour stocker le vin et la nourriture. Ils ont publié leurs résultats dans une étude de 2014 dans la revue PNAS.
Mollivirus sibericum (Siberian Mollivirus) a été trouvé congelé dans le même échantillon de pergélisol sibérien vieux de 30 000 ans que P. sibericum. Les particules de M. sibericum sont plus petites que celles de P. sibericum (0,6 à 1,5 micromètres de longueur), mais elles sont également visibles au microscope optique et sont considérées comme des virus géants. Le virus à peu près sphérique est entouré d’une couche protectrice poilue et peut produire et libérer 200 à 300 nouvelles particules virales à partir de chaque amibe qu’il infecte.
Bien que M. sibericum ne représente aucune menace pour les humains ou les autres animaux, la découverte de deux virus anciens dans un échantillon suggère que des agents pathogènes dormants peuvent souvent se cacher dans le permafrost, ont averti les chercheurs dans une étude de 2015 publiée dans la revue PNAS.
« Nous ne pouvons pas exclure que des virus lointains provenant d’anciennes populations humaines (ou animales) sibériennes puissent réapparaître à mesure que les couches de pergélisol arctique fondent et/ou sont détruites par l’activité industrielle », écrivent-ils dans leur étude.
Le Pithovirus mammouth est la deuxième souche enregistrée de Pithovirus, qui a été isolée d’une pelote de laine fossilisée vieille de 27 000 ans d’un mammouth trouvée sur les rives de la rivière Yana, dans l’Extrême-Orient russe. P. mammouth a une particule grosse et allongée mesurant 1,8 micromètres de longueur et a une structure semblable à du liège comme P. sibericum. Son seul hôte est les amibes.
Le Mammoth Pithovirus, le Mammoth Pandoravirus et le Mammoth Megavirus ont été trouvés dans un échantillon de pergélisol vieux de 27 000 ans contenant des poils de mammouth.
Claverie et ses collègues ont décrit P. mammoth dans une étude publiée plus tôt cette année. Cette étude a identifié 13 virus récupérés dans le pergélisol sibérien, dont trois – le mammouth P., le mammouth Megavirus et le mammouth Pandoravirus – ont été trouvés dans le même échantillon préhistorique contenant de la laine de mammouth.
P. mammoth (Mammoth Pandoravirus) est une souche de virus de la famille des Pandoraviridae, qui constitue la grande majorité des virus récupérés du pergélisol. Les Pandoravirus sont des virus géants infectant les amibos et qui possèdent de grosses particules en forme d’amphore mesurant jusqu’à 1,2 micromètres de longueur.
Les chercheurs ont découvert P. mammoth dans un échantillon congelé de poils de mammouth vieux de 27 000 ans provenant des rives de la rivière Yana et dans le contenu fossilisé de l’estomac d’un mammouth vieux de 28 600 ans sur les îles Lyakhov, au large des côtes du nord-est de la Russie.
L’équipe a exposé la nouvelle souche du virus Pandora à une culture d’amibes ainsi qu’à des cellules humaines et de souris, un protocole standard pour vérifier que les virus ne peuvent pas infecter les cellules de mammifères.
Le Pandoravirus yedoma (Pandoravirus yedoma) est à ce jour le virus le plus ancien ressuscité du pergélisol. Des chercheurs ont découvert un agent pathogène infectant une amibe vieux de 48 500 ans dans des sédiments de glace sous un lac à Yukechi Alas, dans l’Extrême-Orient russe. P. yedoma est l’un des 13 virus «zombies» décrits dans une étude publiée le 18 février dans la revue Viruses et possède une grosse particule ovoïde de 1 micromètre de long.
Le Pandoravirus yedoma a été découvert dans des sédiments de glace sous un lac dans l’Extrême-Orient russe froid
Les chercheurs datent les virus piégés dans le pergélisol à l’aide du radiocarbone, un type de carbone radioactif qui se désintègre à un rythme connu et peut aider à déterminer l’âge des matières organiques. Cependant, dans les échantillons vieux de plus de 50 000 ans, la quantité restante de carbone radioactif est si faible que les méthodes actuelles ne peuvent pas dater avec précision le matériau.
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Le mégavirus Mammoth est le premier virus découvert dans le pergélisol et appartient à la famille des Mimiviridae. Les mimivirus ont été les premiers virus à être classés comme virus géants par les chercheurs après avoir été découverts dans l’eau d’une tour de refroidissement à Bradford, en Angleterre, en 1992. Les mimivirus infectent les amibes et possèdent des particules d’un diamètre de 0,5 micromètre, enfermées dans une capsule à 20 faces triangulaires identiques. Les mégavirus tels que M. mammoth appartiennent à la sous-famille des Mimiviridae et partagent les mêmes caractéristiques.
Les chercheurs ont isolé la nouvelle souche d’un morceau de glace et de poils de mammouth vieux de 27 000 ans trouvés sur les rives de la rivière Yana, ainsi que P. mammoth et P. mammoth.
Lupus à Pacmanvirus. Les Pacmanvirus sont un groupe récemment découvert de virus infectant les amibes qui sont éloignés du virus de la peste porcine africaine de la famille des Asfarviridae. Les scientifiques leur ont donné le nom du jeu vidéo Pac-Man, car une fois détruite, la couche protéique ressemble à une bouche béante.
Le Pacmanvirus lupus est le troisième membre enregistré de ce groupe et la première souche isolée du pergélisol, à savoir les restes intestinaux congelés vieux de 27 000 ans d’un loup de Sibérie (Canis lupus). Les scientifiques ont décrit le virus récemment décongelé qu’ils ont trouvé sur le site de Yang dans une étude publiée plus tôt cette année.
Le virus du lupus Pacman a été réactivé après que des scientifiques l’ont découvert dans les restes intestinaux congelés d’un loup de Sibérie.
Les virus Pacman sont classés comme virus géants, mais la nouvelle souche ne mesure que 0,2 micromètre de long et est invisible au microscope optique.
Les Cedratvirus sont des virus géants qui infectent les amibes, qui appartiennent à un sous-groupe de la famille des Pithovirus, qui comprend P. sibericum et P mammouth. Les scientifiques ont isolé trois souches jusqu’alors inconnues du virus Cedrat provenant de différents endroits de l’Extrême-Orient russe et les ont décrites dans une étude publiée plus tôt cette année.
Les chercheurs ont récupéré le Cedratvirus lena dans le permafrost sur les rives boueuses de la rivière Léna, dans l’Extrême-Orient russe. La nouvelle souche possède une particule allongée, de 1,5 micromètres de long, qui ressemble à P. sibericum, mais elle possède deux structures en forme de bouchon à chaque extrémité au lieu d’une.
L’équipe a collecté deux autres souches du virus Tsedrat dans l’Extrême-Orient russe: C. kamchatka dans le sol gelé de la péninsule du Kamchatka et C. duvanny dans la boue s’écoulant dans la rivière Kolyma à la suite du dégel du pergélisol d’âges variés.
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