Des collaborateurs internationaux proposent un nouveau système de classement pour classer le SRAS-CoV-2

En novembre 2019 – probablement, même plus tôt – une petite entité mesurant seulement quelques centaines de milliardièmes de mètre de diamètre a commencé à déchirer la société humaine à l'échelle mondiale.

En quelques mois, le voyageur implacable connu sous le nom de SARS-CoV-2 avait fait son chemin dans tous les coins peuplés de la terre, laissant aux scientifiques et aux autorités sanitaires trop de questions et peu de réponses.

Aujourd'hui, les chercheurs s'efforcent de comprendre où et comment le nouveau coronavirus est apparu, quelles caractéristiques expliquent la constellation déroutante des symptômes qu'il peut provoquer et comment la traînée de poudre de transmission peut être maîtrisée.

Une partie importante de cette quête impliquera des efforts pour classer correctement ce pathogène humain émergent et pour comprendre comment il se rapporte à d'autres virus dont nous pouvons en savoir plus.

Dans une déclaration de consensus, Arvind Varsani, un virologiste moléculaire au Centre de biodétection de l'ASU pour la microbiologie fondamentale et appliquée et une foule de collaborateurs internationaux proposent un nouveau système de classification, capable de situer les coronavirus comme le SRAS-CoV-2 dans l'énorme réseau de virus à travers le planète, connue comme la virosphère.

Afin de classer correctement cette étonnante diversité virale, le groupe propose un système de classification à 15 rangs et décrit comment trois pathogènes humains – le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS CoV), le virus Ebola et le virus de l'herpès simplex 1, s'inscrivent dans le nouveau cadre.

Varsani est rejoint par d'autres membres exécutifs élus du Comité international sur la taxonomie des virus (ICTV), une organisation entièrement bénévole de grands virologues du monde entier, dédiée à la conception d'une nomenclature pratique pour définir les espèces virales.

Au sein de l'ICTV, environ 100 groupes de travail distincts composés de spécialistes au sein de toutes les grandes familles virales travaillent pour mettre de l'ordre dans l'écheveau emmêlé des éléments de la virosphère.

La déclaration de consensus apparaît dans l'édition en ligne avancée de la revue Microbiologie de la nature.

Une armoire de virus

Le nouveau système de classement, une élaboration du système de classification binomial antérieur conçu par le grand taxonomiste du XVIIIe siècle Carl Linnaeus, cherche à incorporer toute la gamme des divergences génétiques dans la virosphère.

À titre de test, la déclaration de consensus montre comment trois agents pathogènes humains peuvent être soigneusement incorporés dans le nouveau système. Au niveau du domaine, le plus bas et le plus inclusif de la nouvelle taxonomie, deux virus à ARN, le virus Ebola (EBOV) et le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV) sont regroupés sous le nom de «  riboviria '', tandis que l'herpès simplex 1, un double -ADN brin, n'appartient pas au domaine de la ribovirie mais est classé par cinq classements traditionnels.

L'élaboration d'une taxonomie virale inclusive est d'une grande importance pratique. Il peut jouer un rôle essentiel dans la détection et l'identification des agents responsables des épidémies émergentes chez l'homme, le bétail ou les plantes. L'établissement du statut taxonomique d'un virus permet une communication claire et sans ambiguïté entre les virologues et la communauté scientifique au sens large.

Avec des études de métagénomique virale (qui impliquent le séquençage de matériel génétique directement récupéré dans l'environnement), nous découvrons de grandes quantités de virus que nous ne pouvons pas vraiment mettre dans un ordre particulier.

Nous avons été chargés d'essayer de trouver un meilleur cadre taxonomique. « Le nouveau système repose en partie sur la conservation des protéines virales clés et d'autres propriétés trouvées parmi les virus liés à la taxonomie pour les rangs supérieurs. »

Arvind Varsani, virologue moléculaire, Biodesign Center for Fundamental and Applied Microbiomics, ASU

Le virus à l'origine de l'épidémie actuelle de coronavirus, par exemple, a récemment été nommé « syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 » (SRAS-CoV-2), après que le groupe d'étude ICTV Coronaviridae a déterminé que le virus appartient à l'espèce existante, coronavirus lié au syndrome respiratoire « , basé en partie sur les protéines conservées impliquées dans la réplication virale du SRAS-CoV-2. .)

Visualiser la virosphère

Même pour les scientifiques habitués à traiter des nombres extrêmement hallucinants, la virosphère est presque immensément vaste. On estime que 100 virus pourraient être attribués à chaque étoile de l'univers entier sans épuiser l'approvisionnement mondial, estimé à 1 nonillion (ou 1 suivi de 30 zéros).

« Une chose importante à propos de tous ces cadres de taxonomie virale est qu'ils sont dynamiques. À mesure que nous découvrons plus de virus, les choses devront changer », explique Varsani.

« Et la même chose s'est produite dans le royaume floral, où les gens classaient autrefois les plantes en fonction des pétales, des feuilles et d'autres caractéristiques morphologiques. Et bientôt, à mesure que l'information génétique est entrée, elle a contredit la classification antérieure que les gens avaient. »

« Ces problèmes sont communs à toutes les classifications des plantes, des animaux, des champignons et des bactéries et seront certainement très convaincants pour les premiers proposants de cette taxonomie. Un exemple grossier est peut-être la classification erronée d'une plante comme marguerite dans la famille des astéracées, mais en fait, c'est une plante qui imite une marguerite, car elle veut un pollinisateur particulier et ne fait génétiquement pas partie des astéracées. « 

Mais l'étendue et la diversité génétique du virome ne sont que le début des défis auxquels sont confrontés les chercheurs qui tentent de développer une taxonomie complète – une méga taxonomie – du monde viral. Les lignées virales, par exemple, sont exceptionnellement difficiles à démêler.

Contrairement à toute vie cellulaire sur terre, les virus acquièrent leur matériel génomique à partir de nombreuses sources, une propriété connue sous le nom de polyphylogénie. Les phénomènes, y compris le transfert horizontal d'éléments génétiques, permettent aux virus d'échanger librement des éléments de leur identité, laissant les chercheurs sans ligne de descendance claire.

En outre, les taux de mutation virale sont beaucoup plus rapides et plus prolifiques que leurs homologues cellulaires, en raison de mauvais mécanismes de relecture génomique et de correction d'erreur, ainsi que de pressions sélectives poussant leur diversification implacable.

Unité et diversité

Comparée à d'autres organismes, la diversité des virus est extrême. Ils peuvent différer par leur matériel génétique (ARN ou ADN) et leur structure de base (double ou simple brin), ainsi que par l'orientation de leurs gènes codés.

Une autre complication implique le fait que les génomes viraux peuvent être répartis sur des unités distinctes, parfois emballées ensemble dans un virion, ou dans des particules virales distinctes, qui sont toutes nécessaires pour infecter une cellule pour la réplication.

Alors que tous les eucaryotes partagent un dernier ancêtre commun, distinct de ceux des bactéries et des archées, permettant aux chercheurs de suivre leurs origines évolutives et leurs divergences plusieurs milliards d'années dans le passé, les virus manquent d'un ensemble de gènes universellement conservés nécessaires pour construire une phylogénie appropriée.

La nouvelle taxonomie à 15 rangs développe le système linnéen à 7 niveaux de royaume, embranchement, classe, ordre, famille, genre, espèce. Il emprunte également des éléments physiologiques de la taxonomie dite de Baltimore (développée par le prix Nobel David Baltimore).

Le système de Baltimore reconnaît également 7 niveaux mais n'est pas hiérarchique et utilise des variables telles que le type de génome et les stratégies de réplication-expression pour guider la classification virale.

La nouvelle taxonomie est un pas en avant significatif dans la quête pour amener l'organisation mondiale dans le monde viral. De plus, malgré l'extrême diversité des histoires évolutives présentes dans les virus polyphylétiques, une unité pointant vers un pool primordial d'éléments génétiques de type viral commence à émerger.

L'histoire de la vie sur terre qui suit peut être lue comme une dynamique incessante entre ces agents égoïstes et leurs hôtes cellulaires.