Définition
Les bactériophages (aussi appelés phage ou bactériovirus) sont des micro-organismes retrouvés abondamment dans la nature. Il s’agit de virus infectant les bactéries. Des estimations indiquent qu’ils seraient même 10 fois plus nombreux que les bactéries dans l’environnement. Ces organismes possèdent un matériel génétique (ADN ou ARN) protégé par des protéines qui forment une “coque protectrice” appelée capside. Certains bactériophages possèdent aussi une enveloppe mais cet élément est présent chez seulement virus comme le bactériophage phi6.
Ces virus ne possèdent pas la machinerie cellulaire nécessaire à leur réplication et ne peuvent donc pas se multiplier tout seuls. Ils ont besoin de détourner la machinerie cellulaire des bactéries pour se multiplier. Les virus sont donc des parasites dépendants d’une cellule à infecter pour se répliquer. Les phages sont des virus inoffensifs pour les humains car ils ne peuvent pas détourner la machinerie cellulaire des cellules humaines qui est très différente de celle des bactéries.
Cycle viral d’un bactériophage
Le cycle viral d’un bactériophage commence par la reconnaissance d’un site de fixation (récepteur) sur la membrane bactérienne. L’étape suivante correspond à l’injection du génome virale dans la bactérie. Selon les bactériophages, la capside peut rentrer dans la bactérie (ex : bactériophage phi6) ou alors rester dehors une fois le matériel génétique viral injecté (ex : bactériophage T4).
Certains bactériophages vont réaliser un cycle lytique qui se caractérise par la production de virus puis la lyse de l’hôte. D’autres au contraire vont réaliser un cycle lysogénique (aussi appelé intégratif) lorsque leur matériel génétique s’intègre dans le génome de la bactérie. La lysogénie est effectuée par les bactériophages dits “tempérés”. On parle de “prophage” pour désigner un phage intégré dans un génome bactérien. Ils peuvent reprendre un cycle lytique lors de certaines conditions environnementales telles qu’un stress ou des dommages à l’ADN. Les prophages peuvent être comparés à des “bombes à retardement” qui explosent seulement lorsque les conditions deviennent néfastes pour leur hôte.
Transfert de gènes via des bactériophages : transduction
Les bactériophages sont des acteurs du transfert de gènes entre bactéries. Le transfert de gènes entre bactéries peut ainsi se faire par un bactériophage qui a encapsulé une partie de l’ADN de la bactérie hôte au lieu de son propre matériel génétique viral. Dans ce cas lorsque cette particule virale reconnaît une cellule hôte, elle va injecter un fragment d’ADN bactérien qui pourra être conservé, ou non, par l’hôte. On parle de transduction pour désigner ce mécanisme de transfert de gènes.
Les bactériophages lysogéniques ne sont pas juste des “machines à tuer”. Ils interviennent aussi dans le transfert de gènes entre bactéries. En effet, lors d’erreurs de l’excision du matériel génétique viral, une partie de l’ADN de l’hôte peut être transporté avec. Dans ce cas, lors de l’infection d’une nouvelle cellule, du matériel génétique bactérien est apporté en même temps que celui du virus.
Billets de blogs parlant de bactériophage
Bibliographie
Batinovic, S., Wassef, F., Knowler, S.A., Rice, D.T., Stanton, C.R., Rose, J., Tucci, J., Nittami, T., Vinh, A., Drummond, G.R., Sobey, C.G., Chan, H.T., Seviour, R.J., Petrovski, S., Franks, A.E. (2019). Bacteriophages in natural and artificial environments. Pathogens, 8(3), 100. doi:10.3390/pathogens8030100 (lien)
Salmond, G. P. C., & Fineran, P. C. (2015). A century of the phage : Past, present and future. Nature Reviews Microbiology, 13(12), 777–786. doi:10.1038/nrmicro3564 (lien)
Tuttle, M. J. & Buchan, A. (2020). Lysogeny in the oceans : Lessons from cultivated model systems and a reanalysis of its prevalence. Environmental microbiology doi.org/10.1111/1462–2920.15233 (lien)