Un virus pourrait être à l'origine de la vie sexuelle

Et si le processus fusionnel entre un gamète femelle et un gamète mâle était de même nature que celle entre le virus Zika ou de la dengue et la cellule hôte ? C'est en tout cas ce que suggèrent des chercheurs de l’Institut Pasteur, du CNRS et de l’Université Paris Descartes, associés à des équipes américaines et allemandes.

Dans une étude publiée dans « Cell », ils ont réussi à décrypter les mécanismes moléculaires, jusqu'ici peu connus, qui sous-tendent la fusion entre gamète. Depuis le début du XX^e siècle, on sait que cette fusion entre deux cellules haploïdes – un gamète mâle et un gamète femelle – constitue la première étape de la formation de la première cellule de l'œuf. Les divisions successives finiront par former un organisme vivant complet. Ce même processus de reproduction est utilisé chez les eucaryotes (possédant des cellules avec noyaux : animaux, plantes, parasite comme Plasmodium). Depuis quelques années, une protéine présente à la surface de la membrane des gamètes mâles, la protéine HAP2 est suspectée d'être impliquée dans le processus de fusion des gamètes. Le gène est en effet présent dans presque tous les embranchements de l’arbre phylogénétique des eucaryotes.

Voie thérapeutique dans le paludisme

C'est cette hypothèse que viennent de tester les chercheurs français, américains et allemands. Grâce à l'examen de la structure tridimensionnelle, étudiée par cristallisation et diffraction aux rayons X chez l’algue unicellulaire Chlamydomonas, ils ont découvert que HAP2 est l'homologue des protéines virales de fusion dites de classe II. Ce résultat les a conduits à formuler une seconde hypothèse : HAP2 ne serait-elle pas l’héritage d’une infection virale ancienne, qui se serait produite chez l’ancêtre commun à l’ensemble des eucaryotes.

En réalisant une étude fonctionnelle plus poussée, ils ont caractérisé la structure particulière de HAP2 impliquée dans la fusion : une région formant une boucle à l’extérieur de la cellule et dont la modification ou le blocage empêche directement la fusion. Cette boucle, de même nature que celle que présentent les protéines virales de fusion, constitue la région clé de la fusion entre les gamètes.

Ces travaux suggèrent qu’un virus pourrait être à l’origine de l’apparition de la vie sexuelle sur Terre ou qu’au contraire, ce sont les virus qui, en incorporant une protéine cellulaire, ont pu assurer cette fonction de fusion membranaire. Surtout la mise au jour des bases moléculaires, longtemps ignorées de ce processus de fusion, ouvre une voie vers de nouveaux traitements. HAP2 pourrait être une cible thérapeutique pour bloquer la transmission de pathogènes, qui, comme Plasmodium, y ont recours dans leur cycle biologique.