La moitié des maladies émergentes chez les plantes sont causées par des virus. Parvenir à les détecter et à les identifier est devenu plus aisé depuis que les scientifiques utilisent les techniques de séquençage à haut débit. Jean-Michel Hily, du pôle IFV Alsace, fait le point sur ces travaux.

Ingénieur virologue basé au pôle Alsace de l’IFV (Institut français de la vigne et du vin), à Colmar, Jean-Michel Hily traque les virus de la vigne. Pour ce spécialiste de biologie moléculaire, la vigne n’était pourtant pas un champ d’études auquel il se destinait en première intention. C’est au cours de son post-doctorat, réalisé dans le laboratoire d’Olivier Lemaire, à l’Inrae de Colmar, qu’il s’est familiarisé avec cette plante qu’il considère comme « un hôte très intéressant » pour les virus. Pourtant, ceux qui l’imaginent disséquant des feuilles ou des fragments de ceps derrière une paillasse de laboratoire se trompent : Jean-Michel Hily passe l’essentiel de son temps devant un ordinateur à fouiller dans des bases de données à la recherche des séquences virales qui lui permettront d’étoffer les informations sur la diversité génétique des virus de la vigne. De quoi offrir « des possibilités infinies de recherche ». Actuellement, près de 90 espèces virales infectant la vigne sont recensées. « On sait que ces virus sont présents, mais à l’exception de quelques-uns d’entre eux, qui ont un impact établi sur la vigne, on ne sait pas ce qu’ils font », indique le scientifique. Le GFLV (grapevine fanleaf virus) est l’une de ces exceptions : ce népovirus est responsable de la maladie du court noué. Même chose pour un autre népovirus, l’ArMV (arabis mosaïc virus). Le GLRaV (grapevine leafroll associated virus) quant à lui, est fortement suspecté d’être responsable de la maladie de l’enroulement par l’intermédiaire des cochenilles qui lui servent de vecteur. Les autres virus détectés n’ont, pour la plupart, pas d’impact connu. « On les a toujours considérés comme ayant un impact négatif, mais depuis 20 ans, on en est moins sûr, indique Jean-Michel Hily. On voit que certains éléments décrits comme potentiellement pathogènes ne le sont pas. C’est le cas de la flore intestinale par exemple. » Qu’ils soient sans effet sur leur hôte ou qu’ils aient d’éventuels effets positifs reste en tout cas à démontrer. « Il y a tout un champ de recherche à mener », reconnaît le chercheur, qui n’exclut pas la possibilité que certaines espèces virales vivent en symbiose avec l’hôte qu’elles infectent. Dans cette hypothèse, le virus et la plante auraient tout intérêt à vivre ensemble. L’utilisation des techniques de séquençage haut débit a permis d’accélérer l’identification des nouveaux virus. « Il y a 15 ans, on en comptait une cinquantaine. Depuis, on en identifie trois à cinq chaque année », précise Jean-Michel Hily. Il a fallu attendre les années 2010 et la fin du séquençage du génome humain pour que ces techniques soient accessibles aux laboratoires travaillant sur les plantes. Grâce à la réduction des coûts, la connaissance des métagénomes environnementaux devenait possible, engendrant « une vraie révolution » dans le domaine de la recherche et de l’identification des virus, notamment ceux de la vigne. « Les techniques de séquençage haut débit sont les seules méthodes sans a priori », explique Jean-Michel Hily, par opposition aux méthodes précédemment utilisées : l’indexage biologique utilisé dans les années 1950, les tests Elisa qui lui ont succédé, puis les techniques PCR, arrivées dans les années 1990, qui nécessitaient de connaître les virus ou séquences virales recherchés. Un laboratoire commun en projet Pourtant, ces techniques peuvent être améliorées. « Dans le cadre d’une analyse faisant appel au séquençage à haut débit, il y a trois étapes : la préparation du matériel à séquencer (l’information génétique), le séquençage proprement dit et les analyses informatiques qu’il y a derrière », pose le scientifique. Si la seconde étape est bien maîtrisée, les deux autres méritent d’être affinées. Jean-Michel Hily prend l’exemple de l’échantillonnage, qui porte à ce jour très généralement sur l’utilisation de feuilles jeunes recueillies au printemps, et sur les différentes techniques d’enrichissement utilisées pour favoriser l’identification des virus. Ne vaudrait-il pas mieux utiliser le bois ou les baies, ou modifier la période d’échantillonnage pour étudier l’ensemble des génomes viraux présents au sein d’un échantillon ? Les techniques d’enrichissement actuellement mises en œuvre permettent-elles d’étudier efficacement les séquences d’intérêt ? Les protocoles bio-informatiques employés sont-ils les mieux adaptés pour identifier les séquences virales ? La création d’un laboratoire commun entre l’IFV et l’Inrae permettrait de répondre à ces questions et de poursuivre les travaux de séquençage haut débit avec une meilleure efficacité. « Ce laboratoire, qui serait localisé au biopôle de Colmar, est en cours de discussion entre les deux instituts », confirme Jean-Michel Hily. En parallèle, les chercheurs ont recours au datamining, qui consiste à rechercher les virus ou les séquences d’intérêt dans des bases de données publiques mondiales. Le recours à ces gisements inexploités offre de nouvelles possibilités de découvrir des virus connus ou inconnus. L’avantage est que le séquençage a déjà été réalisé. En revanche, l’exploitation des données est dépendante de la qualité des informations intégrées à ces bases de données. « Avec le datamining, on n’a pas accès aux échantillons. Ce n’est pas un problème si on trouve des virus déjà connus, mais si on détecte un nouveau virus, on ne peut pas confirmer sa présence ou son existence », souligne le chercheur.