Un virus géant porte un gène de canal potassique lié à l'origine de protéines complexes
Des chercheurs de la TU Darmstadt et de la H-BRS identifient un canal ionique tandem fonctionnel chez un virus d'algue marine.
Par Letizia Giugliano
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Un virus à ADN qui infecte des algues marines porte un gène fonctionnel de canal potassique tandem, selon une étude publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences. Cette découverte fait des virus géants des acteurs à part entière de l'évolution structurelle des protéines cellulaires.
Un chaînon manquant dans le contrôle de la membrane cellulaire
Les canaux potassiques tandem remplissent des fonctions biologiques essentielles dans les cellules humaines : ils font traverser la membrane cellulaire aux ions potassium pour stabiliser la tension électrique et contrôler le déclenchement des influx nerveux. Contrairement aux canaux potassiques plus simples présents chez les bactéries, les variantes tandem relient directement l'une à l'autre deux sous-unités formant un pore. Cette structure singulière intrigue depuis longtemps les biologistes, car aucune forme ancestrale n'avait jamais été retrouvée dans les génomes bactériens.
Désormais, des travaux rapportés par Phys.org révèlent qu'un virus d'algue contient un gène codant un canal tandem fonctionnel appelé Kpov. Ces recherches ont été menées par une équipe internationale qui comprend le département de biologie de la TU Darmstadt et le département des sciences naturelles de la Bonn-Rhein-Sieg University of Applied Sciences (H-BRS).
« Nos expériences montrent que ce gène code une protéine dotée des propriétés fonctionnelles d'un canal potassique. »
— Dr Oliver Rauh, H-BRS
Une origine virale plutôt qu'un butin cellulaire
De nombreux gènes viraux naissent lorsqu'un virus absorbe des fragments de code génétique de son hôte. Les chercheurs ont examiné les relations évolutives du nouveau canal et ont observé le schéma inverse : le gène présente des signes d'une origine virale directe plutôt que d'un pillage de l'algue hôte.
Des tests en laboratoire ont confirmé l'activité effective de la molécule. Dr Oliver Rauh, chercheur au sein du réseau CytoTransport de la Fondation allemande pour la recherche à la H-BRS, a souligné que les expériences de laboratoire montrent que le gène code une protéine dotée des propriétés fonctionnelles d'un canal potassique. Gerhard Thiel, professeur de biologie à la TU Darmstadt, a déclaré que les éléments recueillis étayent une perspective selon laquelle les mimivirus géants ont joué un rôle central dans l'évolution des protéines chez les organismes supérieurs.
Des outils moléculaires aux applications biotechnologiques
La découverte confirme que les grands virus à ADN constituent des réservoirs naturels de machineries fonctionnelles de transport d'ions. Dans ce même virus d'algue, les scientifiques avaient déjà identifié un canal ionique photosensible devenu un outil fondamental de l'optogénétique, domaine récompensé par un prix Nobel.
Si l'étude ne mentionne aucune demande de brevet ni dépôt commercial, la découverte de canaux ioniques optimisés par la nature fournit une base à l'innovation biologique. Ces gènes de canaux élargissent le catalogue moléculaire disponible pour la biologie de synthèse et la recherche cellulaire, montrant que l'invention structurelle dans la nature ne s'est pas limitée à la vie cellulaire.
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