« Obelisks » : une nouvelle classe d’entités vivantes découverte dans le système digestif humain

 (sciencealert.com)
1 points par GN⁺ 2024-12-31 | 1 commentaires | Partager sur WhatsApp
  • Des entités ARN de type viral, baptisées Obelisks, ne ressemblant à aucun agent biologique connu, ont été découvertes chez l’humain et dans des microbiomes du monde entier, amenant à reconsidérer les frontières de classification du monde microbien
  • Les Obelisks présentent une courte structure d’anneau d’ARN d’environ 1 000 nucléotides et doivent leur nom à leur forme symétrique en bâtonnet
  • Dans une étude en prépublication, avant évaluation par les pairs, les chercheurs ont identifié près de 30 000 types d’Obelisks dans 5,4 millions de jeux de données publics de séquences génétiques, et en ont trouvé dans environ 10 % des microbiomes humains étudiés
  • Dans un jeu de données, des Obelisks ont été détectés dans 50 % des échantillons buccaux de patients, et un Obelisk long de 1 137 nucléotides a été isolé dans la bactérie buccale courante Streptococcus sanguinis
  • Les Obelisks codent une nouvelle famille de protéines, les Oblins, mais ne semblent pas posséder de gènes de capside protéique virale, laissant ouverte la possibilité qu’ils soient plus proches de plasmides à ARN que de virus

Découverte et répartition des Obelisks

  • En étudiant les communautés microbiennes du corps humain, l’équipe de recherche a découvert du matériel génétique ne présentant aucune similarité de séquence ou de structure détectable avec les agents biologiques connus
  • L’équipe d’Ivan Zheludev, de Stanford University, estime que ces entités pourraient ne pas être des virus, mais plutôt constituer un nouveau groupe comblant l’écart entre les molécules génétiques les plus simples et des virus plus complexes
  • Les Obelisks sont décrits comme une classe variée d’ARN présente chez l’humain et dans les microbiomes du monde entier, mais passée jusqu’ici inaperçue
  • Leur nom vient de la structure symétrique en bâtonnet, semblable à un obélisque antique, formée par la longueur d’ARN repliée
  • Leur séquence génétique ne compte qu’environ 1 000 nucléotides, et cette faible longueur pourrait expliquer pourquoi les études précédentes les ont manqués
  • Dans une étude en prépublication n’ayant pas fait l’objet d’une évaluation par les pairs, les chercheurs ont exploré 5,4 millions de jeux de données publics de séquences génétiques
    • Ils ont identifié près de 30 000 types d’Obelisks distincts
    • Des Obelisks étaient présents dans environ 10 % des microbiomes humains étudiés
    • Dans un jeu de données, des Obelisks ont été détectés dans 50 % des échantillons buccaux de patients
  • Différents types d’Obelisks semblent aussi être présents dans différentes parties du corps, ce qui suggère qu’ils pourraient être des résidents de ces microbiomes humains

Des caractéristiques différentes des virus, viroïdes et plasmides

  • L’équipe de recherche a isolé un type de cellule hôte d’Obelisk dans le microbiome humain : Streptococcus sanguinis, un micro-organisme buccal humain courant
    • L’Obelisk présent dans ce micro-organisme possède une structure en anneau longue de 1 137 nucléotides
    • Les hôtes des autres Obelisks restent inconnus, mais au moins certains pourraient exister à l’intérieur de bactéries
  • Tous les Obelisks semblent coder une nouvelle famille de protéines que les chercheurs ont appelée Oblins
    • Les instructions de production de ces protéines semblent représenter au moins la moitié du matériel génétique des Obelisks
    • Les Oblins étant très similaires d’un Obelisk à l’autre, les chercheurs soupçonnent qu’elles pourraient intervenir dans le processus de réplication
  • La capacité à coder des protéines distingue les Obelisks des viroïdes, des anneaux d’ARN déjà connus
  • Dans le même temps, les Obelisks ne semblent pas posséder les gènes permettant de fabriquer la capside protéique que les virus à ARN, y compris celui du COVID-19, peuvent avoir en dehors des cellules
  • Les Obelisks sont bien plus grands que les plasmides, des molécules génétiques qui coexistent dans les cellules, des plantes aux bactéries, et les plasmides sont généralement constitués d’ADN
  • On ignore encore quel effet les Obelisks ont sur leurs hôtes bactériens, et comment ils se propagent d’une cellule à l’autre
  • La conclusion de l’équipe est que ces éléments pourraient ne pas être « viraux » et qu’ils pourraient être plus proches de plasmides à ARN
  • L’étude est disponible en prépublication sur bioRxiv et n’a pas encore été évaluée par les pairs

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1 commentaires

 
GN⁺ 2024-12-31
Commentaires sur Hacker News

  • Super :) Je suis coauteur de cette étude. Demandez-moi n’importe quoi
    L’article a désormais été évalué par les pairs et publié le mois dernier dans Cell : [https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01091-2]
    Les Obelisks font partie d’un programme de recherche plus vaste mené par l’University of Toronto et ses collaborateurs ; vous pouvez aussi consulter, dans ce contexte, l’article sur les Virus-Viroid Hybrids [https://www.nature.com/articles/s41467-023-38301-2] et celui sur les Zeta-Elements [https://www.nature.com/articles/s41586-021-04332-2]
    La biologie computationnelle élargit de façon révolutionnaire notre compréhension de la biodiversité terrestre, et je pense que les Zeta-elements, les Ambiviruses et les Obelisks ne sont qu’un début. Si cela vous intéresse, le “Laboratory for RNA-Based Lifeforms” de l’University of Toronto recrute des développeurs, postdocs et doctorants motivés : [https://www.rnalab.ca]
    Je vais m’arrêter là pour l’instant. S’il reste des questions, je repasserai plus tard aujourd’hui

    • Quand vous dites que “les Obelisks forment leur propre clade, sans similarité détectable avec des agents biologiques connus”, cela signifie-t-il vraiment qu’ils ne présentent de similarité avec aucune séquence, y compris des virus ou des viroïdes ?
      Je croyais comprendre qu’on observe beaucoup de conservation au sein des branches connues du vivant, et qu’on ne découvre pas souvent de nouvelles branches ; c’est donc très intéressant
      Est-il plus courant de trouver des virus/viroïdes entièrement nouveaux ? À quelle fréquence découvre-t-on des agents biologiques réellement nouveaux au niveau des séquences ?
    • Comment les Obelisks s’insèrent-ils dans les formes de vie généralement connues ?
      L’interaction entre cellules/bactéries et virus est facile à comprendre. Un virus infecte une cellule et la transforme en usine à virus
      Que font les Obelisks ? S’intègrent-ils ou sont-ils lus dans la machinerie ADN ou les organites d’une cellule pour produire davantage d’Obelisks ?
      Quel est leur cycle de vie, et en quoi diffèrent-ils des viroïdes déjà connus ?
    • Comment sait-on qu’il ne s’agit pas de quelque chose qui ne se réplique pas par soi-même, mais plutôt de déchets ou de produits intermédiaires d’autres cellules ?
    • Pour simplifier, cela ressemble à un plasmide ARN en forme de bâtonnet existant sans membrane ni enveloppe et codant quelques protéines ; est-ce une bonne façon de le comprendre ? Est-on allé jusque-là dans la caractérisation ?
    • Pourrait-il exister davantage d’entités de ce type qui n’ont pas encore été détectées ou qui sont difficiles à détecter ?
      Par exemple, y aurait-il davantage d’Obelisks, ou de choses similaires à de la “vie”, dans les échantillons génomiques ?

  • L’expression “une toute nouvelle class d’objets de type viral” m’a d’abord dérouté. Ici, Class n’est pas employé dans le sens technique de rang taxonomique entre l’embranchement et l’ordre

    • Je n’ai pas été dérouté. Je ne pensais pas qu’une classe taxonomique nouvellement découverte ferait l’actualité dans les médias grand public, et je m’attendais à quelque chose d’un niveau plus élevé ; la découverte réelle correspondait à cette attente
    • sciencealert.com est un site de vulgarisation scientifique, donc il n’emploie pas ce genre de terminologie stricte

  • C’est vraiment réjouissant de trouver une nouvelle pièce du puzzle sur le fonctionnement de l’intestin. J’espère qu’un jour nous comprendrons aussi ses effets sur l’immunité, la neurodégénérescence, le cancer, etc., domaines où l’on dépend aujourd’hui de découvertes fortuites

  • Si la séquence génétique des Obelisks ne compte qu’environ 1 000 caractères, il y a davantage de chances qu’elle soit recréée par des processus chimiques aléatoires presque n’importe où et n’importe quand dans l’univers. Devrait-on dire qu’ils sont pangéniques ?

  • Cette étude n’a pas encore été évaluée par les pairs, donc l’affirmation du titre paraît un peu trop catégorique

    • Voici la version publiée dans une revue plus tard la même année :
      https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01091-2
      C’est bien une nouvelle famille d’éléments génomiques
    • Il faudrait peut-être mettre un astérisque aux Obelisks jusqu’à l’évaluation par les pairs
    • L’évaluation par les pairs ne joue pas le rôle que vous semblez lui attribuer
    • Un coauteur (probablement le commentaire tout en haut) vient de dire que c’est désormais passé par l’évaluation par les pairs
      Cela dit, ce n’est pas non plus d’une importance capitale

  • L’article date de janvier ; l’étude a-t-elle maintenant été publiée dans une revue scientifique ?

  • Mais en quoi est-ce vivant ? La vie se définit généralement par la capacité de reproduction, et ceux-ci semblent s’appuyer sur la machinerie cellulaire de l’hôte
    Ont-ils une utilité connue, ou est-il possible qu’un certain ADN poubelle soit impliqué dans leur codage ?

    • D’après ma compréhension approximative, dans la théorie biologique actuelle, la définition de la vie est devenue assez floue
      Je crois notamment que la théorie du “virus d’abord” sur l’origine de la vie a gagné du terrain. Selon cette vision, il y aurait d’abord eu une soupe de protéines/ADN, puis les virus seraient apparus, et ce n’est qu’ensuite que les organismes cellulaires seraient arrivés
      Et si vous voulez une entité qui ne “s’appuie” sur rien, il faut attendre les plantes photosynthétiques, ce qui se situe plusieurs étapes plus tard dans l’évolution. C’est ma compréhension de non-spécialiste de la théorie actuelle

  • Serait-ce un vestige du monde à ARN ?

  • Il est intéressant que les modifications de l’ARN soient plus variées que celles de l’ADN, et que nous commencions seulement à développer des méthodes pour les découvrir. Le séquençage Nanopore d’Oxford Nanopore Technology est la première technologie capable de séquencer l’ARN natif et ses modifications ; avez-vous aussi exploré ce domaine ?