7 faits sur les bactériophages
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Les bactériophages sont des «mangeurs de bactéries» en ce qu'ils sont des virus qui infectent et détruisent les bactéries. Parfois appelés phages, ces organismes microscopiques sont omniprésents dans la nature. En plus d'infecter les bactéries, les bactériophages infectent également d'autres procaryotes microscopiques appelés archées. Cette infection est spécifique à une espèce spécifique de bactéries ou d'archées. Un phage qui infecte E. coli par exemple, n'infectera pas les bactéries du charbon. Étant donné que les bactériophages n'infectent pas les cellules humaines, ils ont été utilisés dans les thérapies médicales pour traiter les maladies bactériennes.
Les bactériophages ont trois principaux types de structure.
Étant donné que les bactériophages sont des virus, ils sont constitués d'un acide nucléique (ADN ou ARN) enfermé dans une coquille ou une capside protéique. Un bactériophage peut également avoir une queue de protéine attachée à la capside avec des fibres de queue s'étendant à partir de la queue. Les fibres de la queue aident le phage à se fixer à son hôte et la queue aide à injecter les gènes viraux dans l'hôte. Un bactériophage peut exister sous la forme:
- gènes viraux dans une tête de capside sans queue
- gènes viraux dans une tête de capside avec une queue
- une capside filamenteuse ou en forme de tige avec de l'ADN simple brin circulaire.
Les bactériophages emballent leur génome
Comment les virus intègrent-ils leur matériel génétique volumineux dans leurs capsides? Les bactériophages à ARN, les virus végétaux et les virus animaux ont un mécanisme d'auto-pliage qui permet au génome viral de s'insérer dans le conteneur de capside. Il semble que seul le génome d'ARN viral possède ce mécanisme d'auto-repliement. Les virus à ADN intègrent leur génome dans la capside à l'aide d'enzymes spéciales appelées enzymes d'emballage.
Les bactériophages ont deux cycles de vie
Les bactériophages sont capables de se reproduire par les cycles de vie lysogénique ou lytique. Le cycle lysogène est également connu sous le nom de cycle tempéré car l'hôte n'est pas tué. Le virus injecte ses gènes dans la bactérie et les gènes viraux sont insérés dans le chromosome bactérien. Dans le cycle lytique du bactériophage, le virus se réplique au sein de l'hôte. L'hôte est tué lorsque les virus nouvellement répliqués s'ouvrent ou lysent la cellule hôte et sont libérés.
Les bactériophages transfèrent les gènes entre les bactéries
Les bactériophages aident à transférer les gènes entre les bactéries par recombinaison génétique. Ce type de transfert de gène est connu sous le nom de transduction. La transduction peut être accomplie à travers le cycle lytique ou lysogénique. Dans le cycle lytique, par exemple, le phage injecte son ADN dans une bactérie et des enzymes séparent l'ADN bactérien en morceaux. Les gènes phages dirigent la bactérie pour produire plus de gènes viraux et de composants viraux (capsides, queue, etc.). Au fur et à mesure que les nouveaux virus commencent à s'assembler, l'ADN bactérien peut se retrouver par inadvertance enfermé dans une capside virale. Dans ce cas, le phage possède de l'ADN bactérien au lieu de l'ADN viral. Lorsque ce phage infecte une autre bactérie, il injecte l'ADN de la bactérie précédente dans la cellule hôte. L'ADN bactérien du donneur peut alors être inséré dans le génome de la bactérie nouvellement infectée par recombinaison. En conséquence, les gènes d'une bactérie sont transférés à une autre.
Les bactériophages peuvent rendre les bactéries nocives pour l'homme
Les bactériophages jouent un rôle dans la maladie humaine en transformant certaines bactéries inoffensives en agents de la maladie. Certaines espèces de bactéries, y compris E. coli, Streptococcus pyogenes (provoque une maladie mangeuse de chair), Vibrio cholerae (cause le choléra), et Shigella (provoque la dysenterie) deviennent nocifs lorsque les gènes qui produisent des substances toxiques leur sont transférés via des bactériophages. Ces bactéries peuvent alors infecter les humains et provoquer des intoxications alimentaires et d'autres maladies mortelles.
Les bactériophages sont utilisés pour cibler les superbactéries
Les scientifiques ont isolé des bactériophages qui détruisent la superbactérie Clostridium difficile (C. diff). C. diff affecte généralement le système digestif provoquant la diarrhée et la colite. Le traitement de ce type d'infection par des bactériophages permet de préserver les bonnes bactéries intestinales tout en détruisant uniquement les C. diff germes. Les bactériophages sont considérés comme une bonne alternative aux antibiotiques. En raison de la surutilisation des antibiotiques, les souches de bactéries résistantes sont de plus en plus courantes. Les bactériophages sont également utilisés pour détruire d'autres superbactéries, y compris les E. coli et le SARM.
Les bactériophages jouent un rôle important dans le cycle du carbone dans le monde
Les bactériophages sont le virus le plus abondant dans l'océan. Les phages appelés pélagiphages infectent et détruisent les bactéries SAR11. Ces bactéries convertissent les molécules de carbone dissous en dioxyde de carbone et influencent la quantité de carbone atmosphérique disponible. Les pélagiphages jouent un rôle important dans le cycle du carbone en détruisant les bactéries SAR11, qui prolifèrent à un rythme élevé et s'adaptent très bien pour éviter l'infection. Les pélagiphages contrôlent le nombre de bactéries SAR11, garantissant ainsi une surabondance de la production mondiale de dioxyde de carbone.
Sources:
- Encyclopædia Britannica Online, s. v. "bactériophage", consulté le 7 octobre 2015, http://www.britannica.com/science/bacteriophage.
- École norvégienne des sciences vétérinaires. "Les virus peuvent rendre inoffensifs E. Coli dangereux." ScienceDaily. ScienceDaily, 22 avril 2009. www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090417195827.htm.
- Université de Leicester. "Les balles magiques des virus mangeurs de bactéries dans la guerre contre les superbactéries". " ScienceDaily. ScienceDaily, 16 octobre 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131016212558.htm.
- Université d'État de l'Oregon. "Une guerre sans fin, avec le cycle du carbone de la Terre en équilibre." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 février 2013. www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130213132323.htm.
