Les virus et l’émergence des cellules eucaryotes modernes

Viruses and the evolution of modern eukaryotic cells

¹ Département de microbiologie, Institut Pasteur, 25 rue du Docteur Roux, 75015 Paris, France
² Institut de biologie intégrative de la cellule (I2BC), Département de microbiologie, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, 91198 Gif-sur-Yvette, France
³ Génomique métabolique, Genoscope, Institut François Jacob, CEA, CNRS, Univ. Evry, Université Paris-Saclay, 91057 Évry, France

^* forterre@pasteur.fr, patrick.forterre@i2bc.paris-saclay.fr
^** mgaia@genoscope.cns.fr

Résumé

Il est maintenant bien établi que les virus ont joué un rôle important dans l’évolution des eucaryotes modernes. Dans cette revue, nous commentons le rôle qu’ils ont pu jouer dans l’eucaryogenèse. Nous discutons les analyses phylogénétiques qui mettent en évidence l’origine virale de plusieurs protéines clés de la biologie moléculaire des eucaryotes et des observations récentes qui, par analogie, pourraient suggérer une origine virale du noyau cellulaire. Nous mettons en parallèle la complexité des eucaryotes avec l’unicité de leur virosphère et avançons l’hypothèse selon laquelle des mécanismes de la différenciation cellulaire auraient leur source dans ceux mis en œuvre par les virus pour transformer les cellules infectées en cellules virales.

Abstract

It is now well accepted that viruses have played an important role in the evolution of modern eukaryotes. In this review, we suggest that interactions between ancient eukaryoviruses and proto-eukaryotes also played a major role in eukaryogenesis. We discuss phylogenetic analyses that highlight the viral origin of several key proteins in the molecular biology of eukaryotes. We also discuss recent observations that, by analogy, could suggest a viral origin of the cellular nucleus. Finally, we hypothesize that mechanisms of cell differentiation in multicellular organisms might have originated from mechanisms implemented by viruses to transform infected cells into virocells.