les Virus Infectent les Bactéries

Saviez-vous que les bactéries peuvent être malades, tout comme vous? Si vous avez déjà attrapé un rhume ou eu la grippe, vous savez que ce n’est pas amusant d’être infecté par un virus., Eh bien, il s’avère que la plupart des virus dans le monde infectent les bactéries au lieu des personnes. Les scientifiques appellent ces virus bactériophages (ce qui signifie littéralement « mangeurs de bactéries”). Il y a environ 1030 virus dans l’océan (c’est un avec 30 zéros derrière lui!). C’est plus de virus qu’il y a d’étoiles dans l’univers! La plupart de ces virus océaniques infectent les bactéries .

peut-être que tout cela est nouveau pour vous, mais les bactéries et les virus existent depuis très longtemps. Les bactéries évoluent aux côtés des virus depuis l’origine de la vie., Ils ont été enfermés dans une bataille constante pendant plus de 3 milliards d’années . Après tout ce temps, les bactéries ont développé quelques astuces pour se défendre.

les bactéries se défendent, tout comme nous le faisons

votre corps a beaucoup de façons de vous empêcher de tomber malade ou de vous aider à aller mieux plus rapidement lorsque vous tombez malade. Votre première ligne de défense est votre peau et les membranes à l’intérieur de votre corps. Ceux-ci éloignent les bactéries et les virus méchants comme un mur. Quand vous obtenez une coupe, Pourquoi devez-vous faire attention à la garder propre? Pour que vous ne contractiez pas d’infection.,

parfois cependant, votre peau ne suffit pas et vous tombez malade. Lorsque vous avez de la fièvre, c’est un signe que votre corps essaie de combattre tout ce qui vous rend malade. Il existe des moyens intelligents pour votre corps de lutter contre l’infection . Après que votre corps combat une infection par un virus pour la première fois, il peut former un souvenir de ce à quoi ressemble ce virus. De cette façon, vous ne tomberiez pas malade de ce virus à nouveau. Vous reconnaîtrez le « méchant » et ripostez. Nous appelons cela de la mémoire « immunité adaptative”, et c’est pourquoi les gens obtiennent habituellement seulement la varicelle une fois, et c’est aussi pourquoi les vaccins fonctionnent., Un vaccin montre à votre corps un peu d’un virus mort ou affaibli, afin que votre corps puisse se souvenir du virus et lutter contre la version vivante plus tard. Certains virus changent avec le temps, de sorte que ces souvenirs ne fonctionnent pas toujours. Avez-vous eu un rhume ou la grippe plus d’une fois? C’est parce que ces virus changent rapidement. Chaque fois que vous tombez malade, il s’agit en fait d’une version légèrement différente du rhume ou de la grippe.

Les bactéries semblent beaucoup plus simples que nous. Après tout, ils sont vraiment minuscules et n’est composé que d’une seule cellule. Les bactéries n’ont pas de cerveau ou d’autres organes., Même leur seule cellule semble beaucoup plus simple que l’une de nos propres cellules. Malgré tout, les bactéries peuvent se défendre contre les virus un peu comme nous le faisons.

tout d’Abord, chaque bactérie est entouré par une « membrane de la cellule” et une « paroi cellulaire. »Ces structures sont comme des boucliers qui protègent les bactéries du monde, à l’image de la façon dont votre peau vous protège. Les virus doivent se fixer à l’extérieur d’une cellule et percer pour entrer à l’intérieur. Si les bactéries changent la forme de leurs parois cellulaires, cela peut empêcher les virus de s’y coller. Ensuite, les bactéries sont protégées de l’infection.,

que se passe-t-il si un virus traverse la paroi cellulaire d’une bactérie? Eh bien, certaines bactéries ont également une immunité adaptative, tout comme nous! Cela signifie qu’ils peuvent stocker une mémoire d’un virus pour les aider à se protéger plus tard. Les scientifiques ne l’ont découvert que relativement récemment . Avant, Personne ne pensait que les bactéries étaient assez complexes pour avoir quelque chose comme l’immunité adaptative. La Nature continue de surprendre les scientifiques avec de nouvelles choses étranges. Nous appelons le système qui fournit une immunité adaptative aux bactéries le système « CRISPR ».,

CRISPR signifie « clustered regularly-interspaced short palindromic repeats”, qui est une façon compliquée de décrire à quoi ressemble CRISPR. Lorsque les scientifiques ont séquencé le code génétique de certaines bactéries (leur ADN), ils ont trouvé un modèle dans lequel la même courte séquence était répétée encore et encore avec des lacunes entre les deux (régulièrement espacées). Ces courts morceaux répétés étaient des palindromes, ce qui signifie qu’ils se ressemblaient en avant ou en arrière (comme les mots « kayak” et « racecar”). Enfin, toutes les répétitions ont été trouvées groupées les unes près des autres dans l’ADN bactérien., Par conséquent, les scientifiques ont trouvé le nom CRISPR. Nous admettons que le nom est assez déroutant, mais je ne m’en inquiéterais pas si j’étais vous. Les scientifiques font un bon travail pour comprendre comment le monde fonctionne, mais nous ne sommes pas doués pour trouver des noms simples pour les choses.

comment CRISPR fonctionne-t-il?

Que voulons-nous dire quand nous disons que CRISPR aide les bactéries à « se souvenir” d’un virus? Eh bien, pour comprendre cela, vous devez d’abord comprendre ce qu’est un virus. Contrairement aux humains et aux bactéries, les virus ne sont pas constitués de cellules., Au lieu de cela, un virus est un groupe d’ADN ou D’ARN (une molécule liée à L’ADN) emballé étroitement dans une capsule faite de protéines. Vous pouvez penser à L’ADN comme un long livre décrivant ce qu’est un être vivant. Par exemple, votre ADN décrit comment votre corps devrait fonctionner, et ce « code”, ainsi que le monde qui vous entoure, façonne votre croissance. Tous les êtres vivants stockent leur code génétique sous forme D’ADN, mais certains virus ont plutôt de l’ARN., L’ARN fait à peu près la même chose que L’ADN pour les virus, mais est construit un peu différemment (pensez que le code de ces virus est écrit sur des tablettes de pierre au lieu de papier).

Au début d’une infection, L’ADN ou L’ARN du virus est injecté dans une cellule (une cellule humaine, si le virus infecte les humains, ou une cellule bactérienne, si le virus infecte les bactéries). Ensuite, le virus reprogramme la cellule pour faire beaucoup de copies du virus. Finalement, ces copies sont emballées dans de nouvelles capsules. Enfin, la cellule est ouverte et beaucoup de virus nouveau-nés partent dans le monde pour infecter de nouvelles cellules., Vous pouvez voir comment cela fonctionne dans la Figure 1.

CRISPR dans des cellules bactériennes fonctionne en deux étapes. Premièrement, lorsqu’une bactérie a un système CRISPR, elle peut stocker de petits morceaux d’ADN viral. Chacune de ces pièces peut être considérée comme une « mémoire » différente. »Maintenant, la bactérie connaît une partie du « code” du virus et peut le reconnaître comme un « méchant” plus tard., Si un virus s’injecte dans une cellule et que ce virus correspond à l’une des mémoires stockées de la bactérie, alors la bactérie sait qu’il y a quelque chose qui ne va pas. Une fois que la bactérie sait qu’elle est infectée, elle commence la deuxième étape de L’immunité CRISPR. La bactérie utilise son système CRISPR pour hacher le virus avant que le virus ait une chance de faire des copies de lui-même. Voila, pas d’infection! Nous montrons comment cela fonctionne dans la Figure 2. Bien sûr, les bactéries ne « pensent” ni ne « savent” pas les choses comme nous, car elles n’ont pas de cerveau., Toutes les étapes de L’immunité CRISPR se produisent automatiquement, mais il est utile de les considérer comme de la « mémoire” lorsque vous essayez de comprendre comment elles fonctionnent.

pourquoi nous soucions-nous tant de CRISPR?

récemment, CRISPR a été beaucoup dans les nouvelles. Les gens sont très excités par ce petit système étrange que les bactéries utilisent pour combattre les virus! Pourquoi tant d’excitation, demandez-vous?, Eh bien, il s’avère que nous, les humains, sommes plutôt doués pour voler les outils que les bactéries ont développés au cours de milliards d’années et les utiliser à nos propres fins. Les scientifiques ont pu transformer CRISPR en un moyen d ‘” édition de L’ADN ». Les bactéries utilisent CRISPR pour couper l’ADN des virus d’une manière très spécifique. Les scientifiques ont compris comment utiliser CRISPR pour couper n’importe quel ADN très précisément de la manière que nous voulons!

pourquoi les scientifiques veulent-ils modifier l’ADN de toute façon? Certaines maladies humaines sont très difficiles à guérir car elles sont codées dans notre ADN. Ces maladies ne sont pas causées par des virus ou des bactéries., Quelques exemples sont la drépanocytose et la mucoviscidose. Ces maladies sont causées par de minuscules modifications du code génétique. Ces changements font fonctionner le corps légèrement différemment de la façon dont il le ferait autrement. Avec CRISPR, nous pouvons modifier L’ADN, et peut-être corriger ces petits changements. Cela signifie que CRISPR pourrait être utilisé pour aider à guérir certaines de ces maladies génétiques. Ce n’est pas tout cependant. Les scientifiques utilisent CRISPR pour concevoir des cultures plus résistantes à manger, pour essayer de se débarrasser des moustiques porteurs de maladies, et bien plus encore.

Nous sommes encore en train d’apprendre à utiliser au mieux CRISPR comme outil., Il est important que nous nous assurions D’utiliser CRISPR pour de bonnes raisons. Récemment, un scientifique a rapporté qu’il avait utilisé CRISPR pour modifier l’ADN de deux enfants. Il essayait de les rendre résistants à certaines maladies. La communauté scientifique mondiale était très préoccupée lorsqu’elle a appris cela. De nombreux scientifiques s’inquiétaient des procédures scientifiques utilisées. D’autres doutaient que le chercheur ait agi de manière éthique. De nombreux scientifiques pensaient que le bénéfice ne l’emportait pas sur les risques. Les maladies que les modifications auraient empêché sont facilement évitables avec d’autres méthodes., La technologie CRISPR n’est pas encore parfaite et pourrait être nocive. Souvent, CRISPR peut introduire des modifications dans L’ADN là où nous ne le voulons pas. L’utilisation de la technologie sur les humains peut être risquée. Il est important de se rappeler que, ce n’est pas parce qu’un scientifique peut faire quelque chose qu’il le devrait. Les scientifiques du monde entier tiennent fréquemment de grandes réunions pour discuter de ces questions et de la meilleure voie à suivre. Lors de ces réunions, ils se posent mutuellement, et les membres du public, des questions telles que: « est-il toujours acceptable de modifier l’ADN d’un être humain? »et » si oui, quand serait-ce OK?” Qu’en pensez-vous?, Et si nous utilisions CRISPR pour guérir les maladies? Et si nous l’utilisons à d’autres fins, comme pour rendre les gens plus intelligents ou plus forts? Si seulement certaines familles peuvent se le permettre? Il est important que nous nous posions ces questions et que nous incluions des personnes concernées du monde entier. De cette façon, nous pouvons choisir une voie qui prend mieux en compte les besoins et les inquiétudes de toutes les personnes impliquées.

Glossaire

Virus: un virus est une petite quantité d’ADN ou D’ARN entourée d’une enveloppe protéique. Fondamentalement, un virus est juste un manuel d’instructions pour construire plus de virus., Lorsque le virus pénètre dans une cellule vivante (une cellule humaine, si le virus infecte les humains, ou une cellule bactérienne, si le virus infecte les bactéries), il reprogramme la cellule et tourne la cellule dans un virus de l’usine.

immunité adaptative: tous les organismes ont différents types d’immunité pour se protéger contre l’infection. Les systèmes immunitaires adaptatifs permettent aux organismes de se souvenir des infections du passé afin de mieux lutter contre ces mêmes infections à l’avenir.

Bactérie: une bactérie est Un organisme microscopique constitué d’une seule cellule. Leurs cellules sont beaucoup plus simples que celles d’un humain., Certaines bactéries peuvent vous rendre malade, mais la plupart ne le font pas. En fait, vous comptez sur les bactéries dans votre intestin pour rester en bonne santé!

CRISPR: CRISPR est un système immunitaire adaptatif que les bactéries utilisent pour combattre les infections virales. CRISPR permet aux bactéries de se souvenir des virus qu’elles ont vus dans le passé, et de les reconnaître et de les combattre à l’avenir.

édition de L’ADN: les scientifiques ont compris comment utiliser CRISPR pour éditer l’ADN. Cela signifie qu’ils peuvent potentiellement réécrire le” manuel d’instructions  » qui indique à chaque organisme comment vivre et grandir. Nous appelons cela  » l’édition de L’ADN., »

déclaration de conflit d’intérêts

Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière pouvant être interprétée comme un conflit d’intérêts potentiel.

Suttle, C. A. 2005. Les virus dans la mer. Nature 437: 356. doi: 10.1038 / nature04160

Chaplin, D. D. 2010. Aperçu de la réponse immunitaire. J. Allergy Clin. Immunol. 125: S3–23. doi: 10.1016/j.jaci.2009.12.980