- Rétrovirus endogène
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Pour les articles homonymes, voir ERV.Un rétrovirus endogène (ERV, de l'anglais endogenous retrovirus) désigne une séquence du génome d'un organisme stable (c'est-à-dire qui se transmet de génération en génération) et ayant des analogies avec certains rétrovirus (classés, eux, comme exogènes, car leur génome n'est pas présent dans celui de l'organisme).
L'étude des rétrovirus endogènes est un enjeu médical, car certains peuvent être source de maladies (dont des cancers) quand leur génome est exprimé malgré les protections naturelles mises en place au cours de l'évolution.Sommaire
Prévalence chez les espèces
Des ERV ont été trouvés dans le génome de tous les eucaryotes étudiés[1], et sont généralement inactifs, et sans conséquence pathogène pour l'organisme.
Origine
L'origine des ERV est incertaine. L'hypothèse la plus reprise est celle de l'infection de cellule germinales (qui participent à la production des gamètes et assurant ainsi la transmission de leur patrimoine génétique aux générations suivantes) par un rétrovirus.
La plupart des rétrovirus « infectent » des cellules somatiques, mais il peuvent aussi infecter des cellules germinales. Lorsque une telle infection a lieu et que les cellules survivent à l'infection (par exemple à cause d'une mutation du rétrovirus qui le rend défectif), le génome du rétrovirus peut être transmis à la génération suivante et persister dans la descendance au sein du génome de l'organisme sans avoir d'incidence notable sur son développement (ou les cas problématiques seraient éliminés par la sélection naturelle).
Contrôle par l'organisme
On a récemment montré que l'expression de ces gènes dits « rétroéléments » est normalement inhibée par une protéine spécialisée dite « KAP 1 » responsable d'une méthylation des histones et ADN des rétroéléments, ce qui bloque (normalement définitivement) leur expression, et protège l'intégrité du reste du génome-hôte [2].
Plus précisément, la protéine KAP 1 joue un rôle de chef d'orchestre, en faisant appel à plusieurs protéines (histone-méthyltransférase ou SETDB1, Hétérochromatine HP1, complexe Histone-déacétylase NuRD et de nombreuses autres protéines).
Ce processus complexe est activé dès le début de l'embryogenèse, qui, d'ailleurs, ne pourrait se poursuivre sans la protéine KAP 1, en raison de l'apparition de mutations délétères conduisant à la mort rapide de l'embryon[2].On espère que mieux comprendre ce processus puisse aider à contrôler des rétrovirus comme le VIH ou celui de l'Herpès (HSV), qui ne sont que provisoirement « endormis », par exemple pour pouvoir réveiller tous les virus endormis afin de les éliminer[2].
Défectif, mais pas toujours inactif
Bien que cette séquence existe et puisse être lue par la machinerie cellulaire de l'organisme, elle a néanmoins subi plusieurs mutations dues à l'évolution, rendant le rétrovirus endogène généralement défectif et incapable de produire les protéines constituant les virions lorsque sa séquence est exprimée.
Bien qu'incapable d'assurer un cycle de réplication complet, les rétrovirus endogènes ne sont pas toujours sans conséquence pour l'organisme hôte. Certains ont gardé leur pouvoir infectieux (comme chez le porc et la souris), et jouent même un rôle dans certains aspects physiologiques (comme le HERV-W de l'être humain, qui participe à un des mécanismes assurant la formation du placenta)[3]. Cette soudaine expression peut avoir diverses origines, comme les hormones, ou des facteurs externes à l'organisme comme des radiations ou l'exposition à des agents chimiques[1].
HERV
Dendrogramme des trois classes d'HERV au sein de la famille des retroviridae selon leur éloignement du gène pol
Les human endogenous retroviruses (HERV) n'ont été mis en évidences que depuis le séquençage du génome humain, et en représentent une partie importante (8 %, avec environ 98 000 éléments et fragments)[3],[4].
Les HERV sont classés en trois classes et plusieurs sous-groupes[3] :
- classe I : apparentée aux gammarétrovirus
- classe II : apparentée aux bétarétrovirus
- classe III : apparentée aux spumavirus
Les rétrovirus des classes I et III sont plus anciens que ceux de la classe II, qui se seraient intégrés au génome du genre homo il y a environ cinq millions d'années.
Bien que fortement soupçonnés, il n'y avait, en 2003, aucune preuve claire que les rétrovirus endogènes soient responsables, ou même constituent un co-facteur, de diverses maladies, comme les cancers, les maladies auto-immunes ou certaines affections neurologiques[3].
HERV-K
HERV-K est une famille de rétrovirus endogènes qui a été intégré au génome humain il y au moins 30 millions d'années. Cette famille est particulièrement étudiée, car il semblerait qu'elle ait encore été active il y a peu de temps, la rendant idéale pour distinguer les différents mécanismes de prolifération au sein du génome[4].
En 2006, une équipe de chercheurs de l'Institut Gustave-Roussy, à Villejuif, en France, a réussi, à partir d'une trentaine d'éléments copiés par ces rétrovirus au sein du génome humain, à reconstituer un rétrovirus, qu'ils ont appelé Phœnix, et qui s'est révélé être capable d'assurer un cycle de réplication complet[5].
Voir aussi
Articles connexes
Liens externes
Bibliographie
Notes
- (en) Brian WJ Mahy, A Dictionary of Virology, Academic Press, 2001 (ISBN 0-12-465327-8), « Endogenous retrovirus », p. 122
- Helen M. Rowe, Johan Jakobsson, Daniel Mesnard, Jacques Rougemont, Séverine Reynard, Tugce Aktas, Pierre V. Maillard, Hillary Layard-Liesching, Sonia Verp, Julien Marquis, François Spitz, Daniel B. Constam & Didier Trono ; KAP1 controls endogenous retroviruses in embryonic stem cells ; Nature 463, 237-240 ; 2010/01/14 ; doi:10.1038/nature08674
- Anne-Geneviève Marcelin et Vincent Calvez (Sous la direction de Jean-Marie Huraux), Traité de virologie médicale, Éditions Estem, 2003 (ISBN 2843712033) [lire en ligne], « Rétrovirus humains émergents », p. 615
- (fr) Robert Belshaw, Vini Pereira, Aris Katzourakis, Gillian Talbot, Jan Pačes, Austin Burt et Michael Tristem, « Long-term reinfection of the human genome by endogenous retroviruses » sur PubMed Central, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 6 avril 2004. Mis en ligne le 25 mars 2004, consulté le 19 décembre 2007
- (fr) Marie Dewannieux, Francis Harper, Aurélien Richaud, Claire Letzelter, David Ribet, Gérard Pierron et Thierry Heidmann, « Identification of an infectious progenitor for the multiple-copy HERV-K human endogenous retroelements », Genome Research, 31 octobre 2006. Mis en ligne le 31 octobre 2006, consulté le 18 décembre 2007
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