Vous le savez sans doute, le pape et le dalaï-lama, deux figures essentielles de deux religions importantes sur la face du globe, ont dit Amen au vaccin !
Qu'en pensez-vous ?
Le dalaï-lama a-t-il subi des pressions de la Chine, les chinois lui a-t-on fait un chantage en lui disant que s'il n'acceptait pas le vaccin, ils augmenteraient leur répression sur les tibétains. Ils sont déjà très impactés, voir les dossiers de l'AGEAC...
Le pape a-t-il subi des pressions de big pharma ou est-il lui-même impliqué dans des affaires louches comme le précédent qui a dû démissionner ?
Samaël m'avait semblé être très remonté contre la papauté...
Quant aux dalaï-lama, on sait que Samaël l'avait reçu en astral, je suppose l'actuel puisqu'ils étaient contemporains et ils s'étaient entretenus.
Pour moi, ils ont perdu toute crédibilité, même s'ils ont cédé au chantage. Quant à moi-même, si on menaçait un de mes proches pour m'atteindre, est-ce que je ne cèderai pas au chantage si sa vie était menacée ?
Le pape et le Dalaï Lama se font vacciner - perte définitive de crédibilité
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Le pape et le Dalaï Lama se font vacciner - perte définitive de crédibilité
Modifié en dernier par Gemani le 13 avril 2023, 04:26, modifié 3 fois.
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Selon une étude menée par le chef du service hématologie de l'hôpital universitaire d'Oslo, seul le vaccin d'AstraZeneca peut expliquer la "réponse immunitaire sévère" observée chez certains patients, responsable de l'apparition de caillots de sang.
Et le Dalaï-lama est vacciné avec AstraZeneca...
Allez comprendre pourquoi ?
Et le Dalaï-lama est vacciné avec AstraZeneca...
Allez comprendre pourquoi ?
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Allez comprendre pourquoi ?
Le matin du dimanche 21 mars en demi-sommeil je me suis retrouvé sur la banquise devant des bébés pingouins.
Il y avait des bébés pingouins "classiques" mignons avec leur tête noire et blanche.
Et il y avait une race de pingouins que je ne connais pas. Ils ont un pelage gris avec une toute petite tête aux yeux noirs ressemblant à une taupe et un corps qui peut s'allonger comme un serpent.
Soudain je vois un pingouin adulte qui nourrit un petit et dès qu'il repart je vois le mutant approcher et rentrer comme un serpent dans le bouche du bébé pour aller voler les aliments dans son estomac et ressortir.
Donc le petit finit par mourir de faim.
J'interprète cette vision comme une explication de l'origine du vaccin élaboré à partir des viromes à ARN du pingouin antarctique.
Quelle ne fut pas ma surprise lorsque pour vérifier si c'est possible je trouve cet article scientifique anglais https://www.nature.com/articles/s41396-020-0643-1
Ce qui pourrait expliquer le "goût" du virus qui se développe beaucoup plus lorsqu'il fait froid.
L'article scientifique est édifiant.
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Diversité soutenue des viromes à ARN chez les manchots antarctiques et leurs tiques
Michelle Wille ,Erin Harvey ,Mang Shi ,Daniel Gonzalez-Acuña ,Edward C. Holmes etAeron C. Hurt
Le Journal ISME le volume 14 , des pages1768 - 1782 ( 2020 ) Citer cet article
Malgré son isolement et son climat extrême, l'Antarctique abrite une faune diversifiée et des micro-organismes associés. Il a été proposé que l'animal le plus emblématique de l'Antarctique, le pingouin, subisse une faible pression d'agent pathogène, ce qui explique sa vulnérabilité aux maladies dans des environnements étrangers. Il existe cependant une compréhension limitée de la diversité des viromes chez les espèces antarctiques, de l'étendue de l'évolution du virus in situ ou de ses relations avec celle d'autres régions géographiques. Pour évaluer si les manchots ont une diversité microbienne limitée, nous avons déterminé les viromes ARN de trois espèces de manchots et de leurs tiques échantillonnés sur la péninsule antarctique. En utilisant le séquençage de l'ARN total, nous avons identifié 107 espèces virales, comprenant probablement des virus associés aux pingouins ( n = 13), le régime alimentaire des pingouins et des virus associés au microbiome ( n = 82) et les virus des tiques ( n = 8), dont deux peuvent potentiellement infecter les manchots. Notamment, le niveau de diversité des viromes révélé chez les manchots est comparable à celui observé chez les oiseaux aquatiques australiens, y compris bon nombre des mêmes familles virales. Ces données vont à l'encontre de l'idée que les manchots sont soumis à une pression moindre des agents pathogènes. La détection répétée de virus spécifiques chez les manchots antarctiques suggère également que, plutôt que d'être simplement des hôtes de débordement, ces animaux peuvent agir comme des réservoirs de virus clés.
introduction
La séparation géographique et les climats extrêmes ont entraîné un long isolement de l'Antarctique et des îles subantarctiques. Le résultat est un assemblage unique d'animaux, certains reposant entièrement sur le continent gelé, d'autres utilisant les franges. Un tel isolement géographique a été proposé pour expliquer pourquoi la faune antarctique est censée abriter une pénurie de virus, et est étayé par l'observation que les manchots antarctiques captifs sont très sensibles aux maladies infectieuses [ 1 ]. On a donc émis l'hypothèse que la faune antarctique a évolué dans un contexte de faible «pression pathogène», reflétée par une diversité et une abondance microbiennes limitées [ 1 , 2]. En conséquence, le potentiel de mouvement de micro-organismes induit par le climat et par l'homme fait de l'expansion des maladies infectieuses vers l'Antarctique un sujet de préoccupation [ 1 , 3 , 4 , 5 ].
À ce jour, un petit nombre d'espèces virales ont été décrites dans la faune antarctique [ 6 ]. Des études sérologiques ont révélé que les manchots antarctiques sont des réservoirs du virus de la grippe A (IAV), des avulavirus aviaires (anciennement paramyxovirus aviaires), des birnavirus, des herpèsvirus et des flavivirus [ 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 ]. Malgré les améliorations apportées aux outils moléculaires de détection des virus, ce n'est que ces dernières années que des génomes viraux complets ont été caractérisés [ 6 ]. Par exemple, des adénovirus, astrovirus, paramyxovirus, orthomyxovirus, polyomavirus et papillomavirus ont été identifiés chez les manchots Adélie (Pygoscelis adeliae ), manchots à jugulaire ( Pygoscelis antarctica ) et manchots papous ( Pygoscelis papua ) [ 6 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 ]. Cependant, l'échantillonnage est limité et les données génomiques rares, de sorte que nous avons une compréhension fragmentée de la diversité des virus chez les manchots et dans l'Antarctique en général.
Les manchots antarctiques peuvent également être infectés par des virus propagés par des ectoparasites, en particulier la tique des oiseaux de mer Ixodes uriae (White) [ 23 ]. Par exemple, sept virus différents transmis par les arthropodes (arbovirus) ont été identifiés chez des tiques I. uriae prélevées dans des colonies de manchots royaux de l'île Macquarie dans la région subantarctique [ 24 ]: virus Nugget, virus Taggert, virus Fish Creek, virus Precarious Point et capture -me-cave virus, qui appartiennent tous à l'ordre des Bunyavirales ( Nairoviridae et Phleboviridae ), un membre des Reoviridae (Sandy Bay virus, genre Orbivurus ), et un membre des Flaviviridae(Virus Gadgets Gully) [ 23 , 24 , 25 ]. Notamment, I. uriae est la seule espèce de tique avec une distribution circumpolaire et se trouve dans toute la péninsule antarctique [ 26 , 27 ]. I. uriae sont principalement associés aux oiseaux de mer nicheurs et se nourrissent de manchots pendant les mois d'été, en utilisant des sites de regroupement hors hôte pour le rappel de l'année [ 28 , 29 , 30 ].
Malgré les inquiétudes suscitées par l'émergence de virus en Antarctique, il reste peu de connaissances sur la diversité virale des espèces antarctiques, ni sur la relation entre la diversité des viromes des espèces antarctiques et celle observée dans d'autres régions géographiques. Ici, nous avons déterminé les viromes ARN de trois espèces de manchots (Gentoo, Chinstrap et Adelie) sur la péninsule antarctique, ainsi que les tiques I. uriae qui parasitent ces oiseaux. Avec ces données en main, nous avons abordé les moteurs de l'écologie et de l'évolution des virus dans cette localité isolée et unique.
matériaux et méthodes
Collecte d'échantillons
Les échantillons ont été collectés comme décrit précédemment [ 15 , 16 ]. En bref, des échantillons ont été collectés dans les îles Shetland du Sud et la péninsule antarctique sur les manchots papous, à jugulaire et Adélie en 2014, 2015 et 2016, respectivement (tableau 1 ). Un écouvillon cloacal a été prélevé sur chaque pingouin à l'aide d'un écouvillon à pointe stérile, placé dans un milieu de transport viral et conservé à -80 ° C dans les 4 à 8 h suivant le prélèvement. Nous avons sélectionné ce type d'échantillon car il est en grande partie non invasif et constitue le type d'échantillon standard pour les virus, comme le virus de la grippe A.
Tableau 1 Métadonnées pour les échantillons inclus dans cette étude.
Table pleine grandeur
Des manchots papous, à jugulaire et Adélie ont été échantillonnés sur l'île Kopaitik, à Rada Covadonga, à 1 km à l'ouest du général de base Bernardo O'Higgins (63 ° 19 ′ 5 ″ S et 57 ° 53 ′ 55 ″ O). L'île Kopaitik est une colonie mixte contenant ces trois espèces de manchots, bien qu'aucun relevé n'ait été effectué depuis 1996 [ 31 ]. Des manchots papous ont également été échantillonnés à côté de la base González Videla, Paradise Bay (64 ° 49 ′ 26 ″ S et 62 ° 51 ′ 25 ″ W): cette colonie est composée presque entièrement de manchots papous (3915 nids), avec un seul manchot à jugulaire nid signalé en 2017 [ 31]. Les manchots à jugulaire ont été échantillonnés à Punta Narebski, île King George (62 ° 14 ′ 00 ″ S et 58 ° 46 ′ 00 ″ O) et les manchots Adélie ont été échantillonnés à la station Arctowski, Admiralty Bay, île King George (62 ° 9 ′ 35 ″ S et 58 ° 28 ′ 17 ″ O). Un recensement de la colonie de manchots de Punta Narebski en 2013 a signalé 3157 nids de jugulaire et 2378 nids de manchots papous. La colonie de manchots adjacente à la station Arctowski comprend à la fois des manchots Adélie et des manchots à jugulaire, avec un recensement de 2013 rapportant respectivement 3246 et 6123 nids et 3627 et 6595 poussins [ 31 ] (Fig. 1 ).
Fig. 1: Carte de la péninsule antarctique et des emplacements où les échantillons de manchots antarctiques et les tiques ont été collectés.
Figure 1
La carte en relief provient de Wikipedia, développée par l'utilisateur Kikos, et est distribuée sous une attribution CC-by-SA 3.0.
Image pleine grandeur
En 2017, la commune SeaBird tique I. uriae à différents stades de la vie (mâle adulte, femelle adulte et nymphes) ont été recueillies auprès de Paradise Bay (Fig. 1 ). Les tiques ont été collectées sous des roches à l'intérieur et directement adjacentes aux colonies de manchots et placées dans du RNAlater (Ambion) et stockées à -80 ° C dans les 4 à 8 h suivant la collecte.
Construction et séquençage de bibliothèques d'ARN
La construction de la banque d'ARN, le séquençage et la découverte de virus à ARN ont été réalisés comme décrit précédemment [ 32 ]. En bref, des échantillons d'écouvillons cloacaux de pingouins ont été extraits en utilisant le kit d'isolation d'ARN total MagMax mir Vana ™ (ThermoFisher Scientific) sur le système de purification KingFisher ™ Flex (ThermoFisher Scientific). Les échantillons extraits ont été évalués pour la qualité de l'ARN à l'aide du TapeStation 2200 et des réactifs ARN haute sensibilité (Aligent Genomics, Integrated Sciences).
L'ARN a été extrait des tiques comme décrit précédemment [ 33 ]. En bref, les tiques ont été lavées dans de l'éthanol et homogénéisées dans un tampon de lyse en utilisant un TissueRuptor (Qiagen) et l'ARN a été extrait en utilisant le kit RNeasy plus mini (Qiagen). La qualité et la concentration de l'ARN extrait ont été évaluées à l'aide de l'Agilent 4200 TapeStation. Les dix échantillons de pingouins et cinq tiques avec la concentration la plus élevée correspondant à l'espèce / à l'emplacement / à l'âge ont ensuite été regroupés en utilisant des concentrations égales et concentrés à l'aide du kit de nettoyage RNeasy MinElute (Qiagen) (tableau S1 ).
Les bibliothèques ont été construites en utilisant le protocole de préparation de la bibliothèque d'ARN total TruSeq (Illumina) et l'ARNr de l'hôte a été retiré en utilisant le kit Ribo-Zero-Gold (Illumina) pour les bibliothèques de pingouins et le kit Ribo-Zero Gold rRNA Removal (Epidemiology) (Illumina) pour le cocher les bibliothèques. Le séquençage par paires (100 pb) de la bibliothèque d'ARN a été réalisé sur la plate-forme Illumina HiSeq 2500 à l'Australian Genome Research Facility (Melbourne). Toutes les lectures de séquence ont été déposées dans l'archive de lecture de séquence (SAMN09217486-87, SAMN13567271-74 et SAMN13567241-44). Les séquences consensus de virus ont été déposées sur GenBank (MT025058-MT0205177).
Découverte de virus à ARN
Les lectures de séquence ont été démultiplexées et coupées avec Trimmomatic suivi d'un assemblage de novo en utilisant Trinity [ 34 ]. Aucun filtrage des lectures hôte / bactérienne n'a été effectué avant l'assemblage. Tous les contigs assemblés ont été comparés à l'ensemble de la base de données de nucléotides (nt) et de protéines (nr) non redondants en utilisant respectivement blastn et diamond blast [ 35 ], en fixant un seuil de valeur e de 1 × 10 -10 pour éliminer les faux positifs.
Les estimations d'abondance pour tous les contigs ont été déterminées à l'aide de l'algorithme RSEM [ 34 ]. Tous les contigs qui ont renvoyé des coups de souffle avec des estimations d'abondance appariées ont été filtrés pour éliminer les séquences de plantes, de champignons invertébrés, de bactéries et d'hôtes. Les virus détectés dans les bibliothèques de pingouins ont été divisés entre ceux susceptibles d'infecter les oiseaux et ceux probablement associés à d'autres hôtes [ 36 , 37 ]. Cette division a été réalisée en utilisant une combinaison d'analyses phylogénétiques et d'informations sur les associations de virus disponibles dans la base de données Virus-Host ( http://www.genome.jp/virushostdb/ ). La liste était croisée avec des contaminants de réactifs de laboratoire connus [ 38]. Les nouvelles espèces virales ont été identifiées comme celles qui avaient <90% d'identité de protéine RdRp, ou <80% d'identité génomique par rapport aux virus précédemment décrits. Les nouveaux virus ont été nommés en utilisant les noms de famille de personnages de l'histoire de l'exploration antarctique. Des contigs renvoyant des coups de blast au gène de référence de l'hôte RSP13 dans des bibliothèques de pingouins et le gène de référence COX1 dans des bibliothèques de tiques ont été inclus pour comparer l'abondance virale avec les gènes marqueurs de l'hôte.
Pour déterminer si des virus identifiés dans les tiques étaient présents dans les bibliothèques de pingouins, nous avons utilisé Bowtie2 [ 39 ] pour assembler les lectures brutes de chaque bibliothèque de pingouins aux nouveaux contigs de virus identifiés dans les bibliothèques de tiques, et vice versa.
Annotation du génome viral et analyse phylogénétique
Les virus ont été annotés comme décrit précédemment [ 32 , 33 ]. Des virus avec des génomes de pleine longueur, ou des génomes incomplets possédant le gène de l'ARN polymérase (RdRp) dépendant de l'ARN de pleine longueur, ont été utilisés pour l'analyse phylogénétique. L'utilisation du RdRp bien conservé est la norme dans les analyses phylogénétiques au niveau de la famille des virus à ARN, la plupart des autres régions du génome présentant des niveaux excessivement élevés de divergence de séquence. Les séquences d'acides aminés ont été alignées à l'aide de MAFFT [ 40 ], les sites mal alignés étant éliminés à l'aide de trimAL [ 41 ]. Le modèle le plus approprié de substitution d'acides aminés a été déterminé pour chaque ensemble de données en utilisant IQ-TREE [ 42 ] ou PhyML 3.0 [ 43], et les arbres du maximum de vraisemblance (ML) ont ensuite été estimés à l'aide de PhyML. Pour les arborescences initiales de la famille et du clade, la prise en charge des branches de type SH a été utilisée pour déterminer la prise en charge topologique des nœuds individuels. Les grappes de virus fournissant les informations de base les plus pertinentes aux nouveaux virus identifiés ici ont ensuite été extraites et l'analyse phylogénétique répétée en utilisant PhyML avec 1000 réplicats bootstrap. Dans le cas des virus précédemment décrits, les phylogénies ont également été estimées à l'aide de séquences nucléotidiques. Les informations d'alignement sont présentées dans le tableau S1 et les alignements eux-mêmes peuvent être trouvés sur github: https://github.com/erinhunter4/penguin_virome .
Diversité et abondance virales dans les bibliothèques
L'abondance relative du virus a été estimée comme la proportion du nombre total de lectures virales dans chaque bibliothèque (à l'exclusion de l'ARNr). Toutes les mesures écologiques dans les bibliothèques de pingouins ont été calculées uniquement à l'aide de virus probablement associés aux oiseaux. L'association des hôtes est moins complexe dans les échantillons de tiques, et dans ce cas, nous avons utilisé l'ensemble de données sur les tiques, en excluant uniquement les Léviviridae associés à des hôtes bactériens. Les analyses ont été effectuées à l'aide de R v 3.4.0 intégré à RStudio v 1.0.143 et tracées à l'aide de ggplot2 .
La richesse viromiale observée et la diversité [alpha] effective de Shannon ont été calculées pour chaque bibliothèque aux niveaux de la famille et du genre de virus en utilisant les jeux de scripts Rhea [ 44 ], et comparées entre les ordres aviaires en utilisant le test de la somme des rangs de Kruskal – Wallis. La diversité bêta a été calculée à l'aide de la matrice de dissimilarité de Bray Curtis et la structure du virome a été tracée en fonction de l'ordination de mise à l'échelle multidimensionnelle non métrique et testée en utilisant les tests Adonis en utilisant les packages vegan [ 45 ] et phyloseq [ 46 ].
Résultats
Diversité et composition des viromes à ARN du pingouin antarctique et des tiques
Nous avons caractérisé les transcriptomes de six bibliothèques comprenant dix individus chacune, correspondant à trois espèces de manchots antarctiques dans trois emplacements et quatre bibliothèques de tiques comprenant un total de 20 tiques (tableau 1 et figure 1 ). Le séquençage de l'ARN des bibliothèques appauvries en ARNr a abouti à 42 382 642 à 55 930 902 lectures assemblées en 189 464 à 530 470 contigs pour chacune des bibliothèques de pingouins. Les bibliothèques de tiques contenaient 51 498 136 à 55 930 902 lectures assemblées en 55 611 à 223 554 contigs (tableau 1 ). Il y avait une large gamme d'abondance virale totale chez le pingouin (0,07–0,7% de lectures virales totales; 0–0,15% de lectures virales aviaires) et les bibliothèques de tiques (0,03–2,4%) (Tableau 1 et Fig. 2). En plus des virus aviaires probables, les bibliothèques de pingouins contenaient de nombreuses lectures correspondant à des virus et rétrovirus d'insectes, de plantes ou de bactéries (figures 2a et 3 ). Les rétrovirus ont été exclus des analyses ultérieures en raison des défis associés à la différenciation des séquences exogènes des séquences endogènes.
Fig. 2: Abondance de virus trouvés chez les manchots et leurs tiques.
Figure 2
a Abondance de toutes les lectures virales trouvées dans les bibliothèques de pingouins. b Abondance et diversité des virus aviaires dans chacune des bibliothèques de pingouins. c Abondance du gène hôte de référence RSP13 dans les bibliothèques de pingouins. d Abondance de toutes les lectures virales trouvées dans les bibliothèques de tiques. e Abondance et diversité des virus dans chacune des bibliothèques de tiques. f Abondance du gène hôte de référence COX1 dans les bibliothèques de tiques.
Image pleine grandeur
Fig. 3: Vue d'ensemble phylogénétique des virus trouvés chez les manchots et les tiques.
figure 3
Les virus trouvés chez les manchots ont été divisés en deux groupes: ceux qui infectent les oiseaux et ceux qui sont susceptibles de toucher d'autres hôtes et sont colorés respectivement par des cases magenta et orange. Les virus de tiques révélés dans cette étude sont indiqués par des cases bleues. Les cases grises renvoient aux virus de référence extraits de RefSeq.
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L'abondance de RSP13, un gène de référence hôte exprimé de manière stable dans le côlon aviaire [ 47 ], était similaire dans toutes les banques de pingouins, mais avec une plus faible abondance chez les manchots Adélie (Fig. 2c ). L'abondance de COX1 dans les bibliothèques de tiques était cohérente avec la taille corporelle des tiques incluses dans chaque bibliothèque, avec la plus grande abondance chez les grandes tiques femelles adultes et la plus faible abondance dans la première des deux bibliothèques de nymphes (Fig. 2d – f ).
L'abondance de lectures virales aviaires était la plus élevée chez les manchots à jugulaire échantillonnés sur l'île Kopaitik (0,152% du total des lectures), et la plus faible chez les manchots papous échantillonnés à la base GGV pour lesquels aucune lecture virale aviaire n'a été détectée. Parce que cette colonie est composée uniquement de manchots papous, seule cette espèce a été échantillonnée [ 31 ]. La diversité alpha (la diversité au sein de chaque bibliothèque) était la plus élevée chez les manchots Adélie et à jugulaire aux niveaux de la famille virale et du genre, et était plus faible chez les manchots papous, même en ne considérant que les viromes à ARN de l'île de Kopaitik où les trois espèces de manchots ont été échantillonnées ( Figures S1 , S2). Par conséquent, la raison pour laquelle nous n'avons détecté aucune lecture virale sur le site d'échantillonnage le plus au sud (la base GGV) peut être due à une combinaison de choix d'emplacement et d'espèce (manchots papous).
Bien qu'il y ait eu des variations dans la composition du virus entre les bibliothèques, les membres des Picornaviridae étaient les plus abondants dans les bibliothèques de manchots à jugulaire et d'Adélie, comprenant 99, 32, 83 et 71% de toutes les lectures virales aviaires dans ces quatre bibliothèques. En revanche, les Picornaviridae ne représentaient que 0,25% des lectures virales aviaires des manchots papous sur l'île de Kopaitik (et aucun virus aviaire n'a été trouvé chez les manchots papous de GGV). La diversité bêta a démontré la connectivité des viromes à ARN des manchots Adélie, entraînée par un certain nombre d'espèces virales partagées sur les sites d'échantillonnage de l'île Kopaitik et de l'île King George distants de 130 km (figures 3 et S3 ).
Dans les bibliothèques de tiques, la plus grande abondance de virus a été observée chez les tiques femelles adultes, tandis que la plus faible abondance de virus a été observée chez les tiques mâles adultes. La diversité alpha était similaire dans toutes les bibliothèques. Fait intéressant, alors que la richesse en virus était la plus élevée chez les tiques femelles adultes, la diversité de Shannon était inférieure à celle des autres bibliothèques (Fig. S4 ), bien que sans répliques, il ne soit pas possible de tirer des conclusions claires. Compte tenu de la richesse virale élevée des tiques femelles, il n'est pas surprenant que le plus grand nombre d'espèces virales ait également été décrit dans cette bibliothèque. Les bibliothèques de tiques étaient également fortement connectées, avec 5/8 espèces partagées entre elles, bien que les calculs de diversité bêta soient confondus en raison de la taille limitée de l'échantillon (Fig. S3 ).
Diversité substantielle des virus à ARN chez les manchots antarctiques et leurs tiques
Dans l'ensemble, 22 familles virales, en plus de quatre virus qui n'appartenaient pas à des familles virales bien définies mais regroupées avec d'autres virus de type «picorna» non classés (virus Treshnikov, virus Luncke, virus Dralkin et virus Tolstivok), ont été identifiés chez le pingouin et cocher les bibliothèques (Fig. 3 ). Parmi ceux-ci, les virus susceptibles d'être associés aux oiseaux étaient des membres des Astroviridae , Caliciviridae , Coronaviridae , Herpesviridae , Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae , Picorbirnaviridae , Picornaviridae et Reoviridae (figures 2b et 3) (voir ci-dessous). Dix des 13 virus aviaires associés identifiés chez les manchots représentent probablement de nouvelles espèces virales aviaires (tableau S2 et figure 4 ), et deux espèces virales (avulavirus aviaire 17 et virus Shirase) ont été partagées entre les manchots Adélie de différents endroits. Il n'y avait pas de partage de virus parmi les espèces à des endroits différents (pas de virus ont été partagés entre les espèces de manchots à chaque île Kopaitik ou sur King George Island) (fig. 4), bien que cela soit probablement dû au fait que les espèces ont été échantillonnées à des années différentes. Tous les virus dans les bibliothèques de tiques, à l'exception du virus Taggert, représentaient de nouvelles espèces virales avec une similitude de séquence d'acides aminés avec les séquences virales de référence de 31 à 81%. Cinq des neuf espèces de virus décrites chez les tiques ont été partagées entre les bibliothèques, ce qui n'est pas surprenant étant donné que les tiques ont été collectées dans la même population. Notamment, les bibliothèques de nymphes contenaient un pourcentage plus élevé d'ARN viral que les grandes nymphes et les tiques mâles adultes.
Fig. 4: Réseau bipartite illustrant des espèces virales biologiquement pertinentes pour lesquelles des génomes viraux ont été trouvés dans chaque banque.
figure4
Chaque bibliothèque est représentée comme un nœud central, avec un pictogramme de l'espèce, entouré de chaque espèce virale. Les longueurs de ligne ne correspondent à aucune variable. Lorsque deux bibliothèques partagent une espèce de virus, les réseaux entre les deux bibliothèques sont liés. La couleur du virus correspond à la taxonomie des virus. Les virus identifiés dans les bibliothèques de manchots qui sont peu susceptibles d'être associés aux oiseaux ne sont pas indiqués. Une liste des virus de chaque bibliothèque est présentée dans le tableau S2 , et des arbres phylogénétiques pour chaque famille de virus peuvent être trouvés dans les Fig. 5 - 7 et S5 - S13 .
Image pleine grandeur
De manière frappante, nous avons identifié 82 nouvelles espèces de virus divergentes dans les bibliothèques de pingouins qui se regroupaient phylogénétiquement au sein de 11 familles définies, ainsi que trois virus qui se regroupaient avec un groupe de virus non classés. Ces virus non classés sont probablement associés au régime alimentaire des manchots ou à leur microbiome: poissons, invertébrés, plantes, champignons et bactéries (Fig. 2a , Tableau S3 , Fig. 3 ). La plus grande diversité a été trouvée dans les groupes viraux «Narna-Levi», «Noda-Tombus» et «Picorbirna-Pariti» [ 36 ]. Un certain nombre de virus ont été fortement divergent, y compris des grappes de nouveaux virus qui sont tombées au sein de la Narnaviridae et Leviviridae (tableau S3 et Fig. 3). Au total, 56 espèces différentes de virus Narna-Levi ont été identifiées chez les manchots Adélie, comprenant environ la moitié des virus de type Narna et 21/25 des Leviviridae : ceux-ci étaient probablement associés au régime alimentaire ou au microbiome des oiseaux. Tous les Picobirnaviridae associés aux invertébrés ont été trouvés dans les bibliothèques de manchots à jugulaire, tandis qu'un seul picobirnavirus identifié dans une bibliothèque de manchots Adelie était le plus étroitement lié à d'autres virus associés aux oiseaux (voir ci-dessous). Comme il est peu probable que ces 82 virus soient associés aux manchots ou à leurs tiques, ils ne sont pas décrits plus en détail.
Nouveaux virus aviaires
Le nouveau virus Wilkes a été identifié chez un manchot Adelie sur l'île de Kopaitik et appartient au genre Nacovirus ( Caliciviridae ) - un groupe dominé par les virus aviaires (Fig. S5 ). Ce virus est étroitement lié au calicivirus de l'Oie et aux calicivirus prélevés sur des oiseaux d'eau en Australie (c'est-à-dire l'avocette à cou roux et le canard à oreilles roses) [ 32 , 48 ]. Tous les picornavirus identifiés dans cette étude appartiennent probablement à des genres nouveaux ou non attribués (Fig. S6 ). Trois variantes différentes du virus Shirase ont été identifiées chez les manchots Adélie, deux de l'île King George et une de l'île Kopaitik. Fait intéressant, le virus Shirase est une lignée sœur des virus du genre Gallivirus. De même, deux variantes du virus Wedell ont été identifiées chez les manchots à jugulaire. Le virus Wedell appartient à une lignée non attribuée de picornavirus différents des virus aviaires identifiés dans les études métagénomiques [ 32 , 48 ]. Trois picornavirus supplémentaires ont été identifiés chez les manchots à jugulaire - virus Ross, virus Scott et virus Amundsen - qui tombent à la base des membres du genre Tremovirus .
Des rotavirus ont été identifiés à la fois chez les manchots Gentoo (virus Shackleton) et Adelie (virus Mawson). Le virus Shackleton fait partie d'un groupe externe d'un clade de rotavirus récemment décrits chez les oiseaux sauvages, qui sont eux-mêmes différents du rotavirus G, tandis que le virus Mawson est un groupe frère du rotavirus D (figure 5a ). Le virus Hilary, un picobirnavirus, a été trouvé dans un clade qui contient à la fois des hôtes aviaires et mammifères. Il est intéressant de noter que ce virus est le plus étroitement lié à un picorbirnavirus humain, bien qu'avec une faible similitude en acides aminés et de longues longueurs de branches (Fig. S7 ). Bien qu'il existe une incertitude quant à savoir si ces virus sont associés à des bactéries plutôt qu'à des vertébrés [ 49 ], ils sont conservés ici à des fins de comparaison.
Fig. 5: Phylogénie de certains nouveaux virus trouvés chez les manchots.
figure5
un arbre phylogénétique du VP1, contenant le RdRp, des rotavirus. L'arbre est enraciné à mi-chemin pour plus de clarté uniquement. b Phylogénie du gène majeur concaténé de la capside et du gène de la glycoprotéine B, les seuls gènes récupérés, des Alphaherpesvirinae . Deux bêtaherpèsvirus ont été utilisés comme exogroupe pour enraciner l'arbre. Les virus identifiés dans cette étude sont indiqués par un cercle plein et en gras. Les valeurs d'amorçage> 70% sont affichées pour les nœuds clés. La barre d'échelle représente le nombre de substitutions d'acides aminés par site.
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Enfin, bien que la plupart des nouveaux virus documentés ici aient des génomes à ARN, nous avons également identifié un nouveau virus alpha-herpès, le virus Oates, qui appartient à un groupe frère de l'hépervirus Gallid et Psittacid 1. Notamment, ce virus était de loin apparenté à un alphaherpèsvirus précédemment décrit dans pingouins (Sphencid alphaherpesvirus) (Fig. 5b ).
Virus à ARN aviaire précédemment détectés chez les manchots
Des études antérieures sur les manchots antarctiques ont détecté des IAV aviaires et des avulavirus aviaires [ 15 , 16 , 21 ]. De même, nous avons détecté un IAV H5N5 chez les manchots à jugulaire de séquence identique à celle rapportée précédemment. Cela n'est pas surprenant car le virus décrit dans Hurt et al. [ 15 ] a été isolé dans le même ensemble d'échantillons (Fig. S8 ). De plus, nous avons identifié l'avulavirus aviaire 17 (AAvV-17) chez les manchots Adélie des deux sites d'échantillonnage (figures 6a et S9 ). Ce virus a été précédemment isolé chez les manchots Adélie en 2013 [ 21 ] et les manchots papous en 2014-2016 [ 50]. L'analyse du gène F de l'AAvV-17 indique que le virus détecté chez les manchots Adélie sur les îles King George et Kopaitik était plus étroitement lié à celui des manchots papous échantillonnés entre 2014 et 2016 [ 50 ] qu'aux manchots Adélie échantillonnés en 2013 [ 21 ] (Fig. 6a ). Bien que l'AAvV-17 ait été détecté chez des manchots échantillonnés à deux endroits (île Kopaitik et île King George) à seulement 2 semaines d'intervalle, ils ne partageaient que 98,6% d'identité. Les résultats de Blastx ont également indiqué la présence de l'avulavirus aviaire 2, bien que nous n'ayons pas pu assembler le génome du virus.
Fig. 6: Phylogénie de deux virus précédemment décrits chez les manchots.
figure6
a Phylogénie du gène F de l'avulavirus aviaire 17. Localisation de détection des virus identifiés dans cette étude et Wille et al. [ 21 ] sont indiqués par un cercle rempli de vert (île du roi George) ou par un triangle rempli de bleu (île de Kopaitik). Les noms de souches des virus de référence sont présentés avec la même nomenclature que celle présentée à l'origine dans Wille et al. [ 21 ]. L'avulavirus aviaire 18 a été utilisé comme exogroupe pour enraciner l'arbre. La barre d'échelle représente le nombre de substitutions de nucléotides par site. bArbre phylogénétique de l'ORF1ab, y compris le RdRp, des avastrovirus. L'arbre est enraciné à mi-chemin pour plus de clarté uniquement. La barre d'échelle représente le nombre de substitutions d'acides aminés par site. Les valeurs d'amorçage> 70% sont affichées pour les nœuds clés. Les virus identifiés dans cette étude sont indiqués en gras.
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Nous avons également identifié un deltacoronavirus et un avastrovirus (figures 6b et S10 - S12 ). Le deltacoronavirus était similaire à ceux signalés chez les oiseaux aux Émirats arabes unis, en Australie, au Niger et en Finlande, avec une identité d'environ 95%. Un manque d'échantillonnage rend difficile de déterminer comment les deltacoronavirus en Antarctique et sur d'autres continents peuvent être partagés (figures S10 , S11 ). L'astrovirus détecté était similaire (88,3% d'identité) à un court fragment (1000 pb) précédemment signalé chez les manchots Adélie sur la banquise de Ross en Antarctique [ 22 ] (Tableau S2 ), un schéma confirmé par l'analyse phylogénétique (Fig. 6b). L'analyse phylogénétique révèle également que ce virus appartient à un sous-groupe des virus du groupe 2, y compris le virus de la néphrite aviaire (figures 6b et S12 ). Bien que nous n'ayons pas pu déterminer l'épidémiologie de ces virus en Antarctique, une détection répétée aux extrémités opposées du continent antarctique rend possible qu'il s'agisse d'un virus spécifique du pingouin.
Tique les virus associés
Le virus le plus abondant identifié parmi les tiques I. uriae échantillonnées ici était une variante du virus Taggert, un nairovirus (ordre des Bunyavirales ) précédemment identifié chez les tiques associées aux manchots sur l'île Macquarie: les contigs identifiés dans nos données ont montré une similarité de séquence nucléotidique de 81,6% dans le Région RdRp au virus Taggert [ 25 ] (Fig. 7). Cette variante du virus Taggert représentait 2,0% du total des lectures (87% des lectures virales) dans la bibliothèque de femmes adultes et a été trouvée dans toutes les bibliothèques de tiques. Étant donné que les séquences nucléotidiques du virus Taggert différaient entre les bibliothèques, il est peu probable qu'elles représentent une contamination entre bibliothèques. De plus, nous avons identifié 75 lectures de virus Taggert dans la bibliothèque contenant des échantillons de manchots à jugulaire sur l'île de Kopaitik. Surtout, les bibliothèques de tiques et de pingouins n'ont pas été séquencées sur la même voie, ni même dans le même laps de temps, excluant ainsi la contamination. Deux autres membres de l'ordre des Bunyavirales ont également été découverts - le virus Ronne et le virus Barre - tous deux membres des Phenuiviridae (Fig. S13) qui présentait une similarité de séquence d'acides aminés de 80% à travers le segment RdRp. Le virus Ronne a été identifié dans trois des bibliothèques de tiques (mâles adultes, femelles adultes et nymphes1), mais le virus Barre n'a été identifié que dans une seule bibliothèque (nymphothèques 2) (Fig. 4 ).
Fig. 7: Phylogénie des arbovirus de tiques.
figure7
a Le segment RdRp de certains membres des Reoviridae , y compris le genre Coltivirus . b Le RdRp de certains membres des Bunyavirales, y compris la famille des Nairoviridae . Les nouveaux virus de tiques identifiés dans cette étude sont indiqués par un cercle plein et en gras. L'arbre a été enraciné au milieu pour plus de clarté. Les valeurs d'amorçage> 70% sont affichées pour les nœuds clés. La barre d'échelle représente le nombre de substitutions d'acides aminés par site.
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Les six autres nouvelles espèces de virus identifiées dans les bibliothèques de tiques comprenaient cinq familles virales: Iflaviridae-like , Alphatetraviridae , Reoviridae , Rhabdoviridae et Levivirdae . Un nouveau virus de type Ifla, le virus Gerbovich, a été identifié dans les deux bibliothèques de nymphes. Ce virus était regroupé avec un groupe de virus de type ifla associés aux tiques, y compris Ixodes holocyclus iflavirus et Ixodes scapularis iflavirus (Fig. S13 ). Deux espèces sœurs de virus ont été identifiées chez les Alphatetraviridae—Virus Bulatov et virus Vovk — qui ont montré une similitude de séquence d'acides aminés de 76,1% dans la région RdRp. Ces deux virus sont très différents de toutes les autres séquences RdRp actuellement disponibles, présentant seulement 35,7% de similitude de séquence d'acides aminés avec le virus de type tétravirus transmis par les tiques (figure S13 ). Un nouveau virus de type colti ( Reoviridae ), le virus Fennes, a été identifié dans les bibliothèques mâles, femelles et nymphes adultes, bien que nous n'ayons pu assembler que quatre segments. Notamment, le virus de Fennes tombe à la base du groupe des coltivirus existant, présentant une similitude de séquence d'acides aminés de seulement 30% avec le virus de la pointe Shelly, récemment identifié chez les tiques I. holocyclus d'Australie (Fig. 7 ). Le génome partiel d'un rhabdovirus, Virus Messner, a été identifié dans la bibliothèque de femmes adultes. Cependant, ce fragment était de faible abondance, et seulement le segment RdRp (Fig. S13 ).
Enfin, le virus Mackintosh, identifié dans les quatre bibliothèques de tiques, n'était associé à aucun autre virus de tique. Au lieu de cela, ce virus s'est regroupé avec des virus des Leviviridae indiquant qu'il s'agit probablement d'un bactériophage (tableau S2 ).
Discussion
L'avènement du séquençage métagénomique et de l'échantillonnage amélioré a rapidement accéléré le taux de découverte microbienne dans l'Antarctique. En effet, des virus ont maintenant été identifiés à la fois dans l'environnement (par exemple, les lacs antarctiques) et dans la faune. Nous visions à évaluer si les colonies de manchots antarctiques subissent une faible pression d'agents pathogènes en raison de leur isolement géographique et climatique, en utilisant la découverte de virus méta-transcriptomique de trois espèces de manchots et de leurs tiques. Bien que la taille de notre échantillon soit relativement petite, nous avons pu démontrer la présence de 13 espèces virales chez trois espèces de manchots de la péninsule antarctique et de neuf chez les tiques associées aux sites de nidification des manchots. Ces données préliminaires vont donc à l'encontre de l'idée que les animaux de l'Antarctique abritent moins de diversité microbienne que les animaux d'autres régions géographiques. En effet,32 , 48 ]. Des études récentes sur les viromes d'oiseaux australiens, utilisant le même type d'échantillon, ont révélé une diversité alpha (richesse observée) de 5,37 et 5,8 par bibliothèque, avec une moyenne de 2,87 et 3,1 génomes viraux et 60 et 80% des virus étant nouveaux [ 32 , 48 ]. En comparaison, chez les manchots étudiés ici, nous avons observé une richesse moyenne de 4,6 et 2,8 génomes viraux par bibliothèque, avec un taux de découverte de virus de 76%. Il y avait également un niveau impressionnant de diversité virale dans les bibliothèques de tiques compte tenu de la petite taille de l'échantillon: huit nouvelles espèces de virus et une seule espèce précédemment identifiée ont été identifiées chez 20 tiques, contre 19 nouveaux virus chez 146 tiques d'Australie [ 33]. Enfin, dans les deux virus associés aux pingouins et aux tiques, nous avons identifié des familles virales similaires à celles documentées précédemment en utilisant les mêmes méthodes et le même type d'échantillon [ 32 , 33 , 48 ]. Cela suggère fortement que ces familles et genres sont associés à une grande diversité d'oiseaux et de tiques à travers le monde, fournissant une connectivité virale entre des localités géographiquement distinctes.
Notamment, comme tous les manchots échantillonnés semblaient en bonne santé, la capacité pathogène de ces virus est incertaine. Dix manchots à jugulaire échantillonnés sur l'île du roi George abritaient cinq espèces virales différentes, principalement des Picornaviridae , en très grande abondance (0,15% du total des lectures). Les manchots Adélie avaient également une grande diversité virale, avec des oiseaux apparemment en bonne santé portant trois ou quatre espèces virales. Le plus frappant est peut-être que les manchots Adélie de l’île du Roi George et de la péninsule antarctique partageaient des virus, malgré la distance de plus de 100 km entre ces colonies. Une tendance similaire a été observée par Wille et al. [ 21] qui a découvert que les manchots Adélie échantillonnés en 2013 partageaient les avulavirus aviaires 17 et 19 entre ces deux emplacements, révélant ainsi une connectivité entre les colonies de manchots. Que cela soit dû au chevauchement des aires d'alimentation, aux oiseaux de prospection visitant différentes colonies, aux vecteurs viraux sous forme d'oiseaux prédateurs et charognards tels que les pétrels géants du sud ( Macronectes gigantes ), les goélands varech ( Larus dominicanus ) ou les skuas ( Stercorarius spp .) [ 51 , 52], ou un autre itinéraire inimaginable n'est pas clair. Les manchots échantillonnés sur les îles King George et Kopaitik présentaient une diversité alpha similaire aux niveaux de la famille du virus et du genre. Fait intéressant, aucune lecture ou génome de virus aviaire n'a été détecté dans les échantillons de manchots papous au GGV. Que cela soit dû à la structuration géographique des virus aviaires en Antarctique, les espèces échantillonnées à cet endroit (c.-à-d. Les manchots papous avaient tendance à avoir une diversité plus faible que les manchots Adélie ou à jugulaire) ou un autre processus mérite une enquête plus approfondie.
Combinées, ces données suggèrent fortement que les manchots ne sont pas simplement des hôtes de débordement, mais peuvent être des hôtes réservoirs centraux pour une gamme variée de virus. Cela ressort de deux observations. Le premier est la détection répétée d'espèces virales spécifiques, telles que les avulavirus aviaires, et que ces virus comprennent des grappes distinctes de variantes apparentées. Des manchots antarctiques ont été échantillonnés depuis les années 1970, et des avulavirus aviaires ont été détectés à plusieurs reprises, à la fois par sérologie et par PCR. La détection de l'avulavirus aviaire phylogénétiquement apparenté 17 en 2013 chez les manchots Adélie [ 21 ], en 2014-2016 chez les manchots papous [ 50], et à nouveau en 2016 chez les manchots Adélie comme indiqué ici, suggère fortement que ces animaux sont un réservoir important pour ces virus. Bien que l'IAV que nous avons détecté soit le même virus que celui décrit précédemment [ 15 ], les longues branches des arbres phylogénétiques suggèrent une circulation non détectée à long terme en Antarctique [ 15 ].
La deuxième observation clé qui indique que les manchots sont des réservoirs potentiels de virus était la présence d'arbovirus probables, c'est pourquoi nous avons associé notre analyse du virome de l'ARN du pingouin à celle des tiques qui les parasitent. Sur les neuf espèces de virus identifiées chez les tiques dans cette étude, deux groupaient phylogénétiquement avec d'autres arbovirus: le virus Taggert précédemment détecté appartenait aux Nairoviridae , tandis que le virus Fennes était un membre des Reoviridae . Le virus Taggert a été identifié à l'origine chez I. uriae collecté dans des colonies de manchots et est l'une des sept espèces de virus associées à I. uriae identifiées chez les tiques collectées dans les colonies de manchots de l'île Macquarie [ 25]. Le virus Taggert appartient phylogénétiquement au genre Orthonairovirus , et proche de l'arbovirus pathogène, le virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo. Fait intéressant, nous avons non seulement identifié le virus Taggert dans les quatre bibliothèques de tiques, mais également chez les manchots à jugulaire de l'île de Kopaitik. Ceci soutient fortement l'idée que les pingouins ont agi comme un hôte réservoir pour le virus Taggert [ 25 ]. Dans ce contexte, il est important de noter que, comme tous les échantillons de pingouins et de tiques ont été traités dans des laboratoires séparés et séquencés séparément, éliminant ainsi la contamination entre bibliothèques.
Il convient également de noter le virus de Fennes qui s'est regroupé phylogénétiquement dans le genre Coltivirus qui comprend le virus pathogène transmis par les tiques, le virus de la fièvre des tiques du Colorado, ainsi qu'un certain nombre de virus associés aux tiques et une espèce identifiée chez les chauves-souris africaines [ 33 , 53 , 54 , 55 ] . Notamment, le virus Fennes est tombé en position basale et était relativement différent des autres coltivirus. Les réservoirs vertébrés des coltivirus n'ont été confirmés que pour le virus de la fièvre à tiques du Colorado et le réovirus de la forêt de Tai - respectivement les rongeurs et les chauves-souris à queue libre - bien que d'autres membres du genre soient suspectés d'infecter les espèces de rongeurs. Fait intéressant, les virus identifiés dans I. uriaede l'île Macquarie dans une série de trois études entre les années 1970 et 2009 appartenait à seulement quatre familles - Reoviridae, Narioviridae, Phenuiviridae et Flaviviridae [ 23 , 24 , 25 ] - dont trois étaient présentes ici. Notre analyse phylogénétique a suggéré que six des sept espèces de virus restantes identifiées dans les données sur les tiques étaient probablement associées à des invertébrés, avec un autre virus (virus Mackintosh) probablement un bactériophage de la famille des Leviviridae .
Il y avait une grande diversité de virus identifiés dans les échantillons de manchots qui étaient susceptibles d'être associés à des hôtes autres que les oiseaux, y compris des clades entiers de nouveaux virus dans les arbres phylogénétiques des Narnaviridae et des Leviviridae . Compte tenu de leur position phylogénétique, ces virus sont probablement associés aux espèces de poissons, de crustacés et de plantes ingérées par les manchots dans le cadre de leur régime alimentaire, ainsi qu'à infecter des parasites unicellulaires, des champignons et des bactéries. Un certain nombre de ces virus peuvent également être associés à la flore intestinale des manchots: en effet, les écouvillons cloacaux sont largement utilisés dans les études sur les microbiomes intestinaux des oiseaux [ 56 , 57]. En raison de la nature des écouvillons cloacaux, il est impossible de déterminer avec précision l'hôte de ces virus, bien que certaines informations puissent être glanées auprès des familles dans lesquelles ces virus appartiennent. Par exemple, les Narnaviridae sont connus pour infecter les champignons et les protistes, tandis que les Leviviridae apparentés infectent les bactéries [ 58 , 59 , 60 , 61 ]. D'autres nouveaux virus faisaient partie des clades associés aux invertébrés des Nodaviridae et des Tombusviridae , associés à des virus infectant à la fois les vertébrés et les invertébrés dans les Picornavirales [ 36]. Un certain nombre de nouveaux virus ont également été identifiés et regroupés au sein du groupe des Picobirnaviridae / Partitiviridae . Alors que les Partitiviridae sont reconnus comme des virus associés aux invertébrés, l'association hôte des Picobirnaviridae est actuellement incertaine [ 49 ]. Dans l'ensemble, cela démontre une remarquable richesse virale non décrite dans les organismes qui composent le régime alimentaire des manchots antarctiques.
En somme, nous révélons une importante diversité virale chez les manchots antarctiques, leur alimentation et leurs tiques. Nous prévoyons donc que des virus supplémentaires seront identifiés avec un échantillonnage accru et une plus grande variété de types d'échantillons, reflétant ce qu'il s'agit en réalité d'une diversité relativement élevée de faune et de flore uniques sur le continent antarctique. Il est clair qu'un échantillonnage supplémentaire de manchots et d'autres espèces en Antarctique est essentiel pour élucider le lien épidémiologique entre l'Antarctique et le reste du globe, et à partir de là, mieux comprendre les mécanismes d'introduction et de circulation virales.[/b
Le matin du dimanche 21 mars en demi-sommeil je me suis retrouvé sur la banquise devant des bébés pingouins.
Il y avait des bébés pingouins "classiques" mignons avec leur tête noire et blanche.
Et il y avait une race de pingouins que je ne connais pas. Ils ont un pelage gris avec une toute petite tête aux yeux noirs ressemblant à une taupe et un corps qui peut s'allonger comme un serpent.
Soudain je vois un pingouin adulte qui nourrit un petit et dès qu'il repart je vois le mutant approcher et rentrer comme un serpent dans le bouche du bébé pour aller voler les aliments dans son estomac et ressortir.
Donc le petit finit par mourir de faim.
J'interprète cette vision comme une explication de l'origine du vaccin élaboré à partir des viromes à ARN du pingouin antarctique.
Quelle ne fut pas ma surprise lorsque pour vérifier si c'est possible je trouve cet article scientifique anglais https://www.nature.com/articles/s41396-020-0643-1
Ce qui pourrait expliquer le "goût" du virus qui se développe beaucoup plus lorsqu'il fait froid.
L'article scientifique est édifiant.
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Diversité soutenue des viromes à ARN chez les manchots antarctiques et leurs tiques
Michelle Wille ,Erin Harvey ,Mang Shi ,Daniel Gonzalez-Acuña ,Edward C. Holmes etAeron C. Hurt
Le Journal ISME le volume 14 , des pages1768 - 1782 ( 2020 ) Citer cet article
Malgré son isolement et son climat extrême, l'Antarctique abrite une faune diversifiée et des micro-organismes associés. Il a été proposé que l'animal le plus emblématique de l'Antarctique, le pingouin, subisse une faible pression d'agent pathogène, ce qui explique sa vulnérabilité aux maladies dans des environnements étrangers. Il existe cependant une compréhension limitée de la diversité des viromes chez les espèces antarctiques, de l'étendue de l'évolution du virus in situ ou de ses relations avec celle d'autres régions géographiques. Pour évaluer si les manchots ont une diversité microbienne limitée, nous avons déterminé les viromes ARN de trois espèces de manchots et de leurs tiques échantillonnés sur la péninsule antarctique. En utilisant le séquençage de l'ARN total, nous avons identifié 107 espèces virales, comprenant probablement des virus associés aux pingouins ( n = 13), le régime alimentaire des pingouins et des virus associés au microbiome ( n = 82) et les virus des tiques ( n = 8), dont deux peuvent potentiellement infecter les manchots. Notamment, le niveau de diversité des viromes révélé chez les manchots est comparable à celui observé chez les oiseaux aquatiques australiens, y compris bon nombre des mêmes familles virales. Ces données vont à l'encontre de l'idée que les manchots sont soumis à une pression moindre des agents pathogènes. La détection répétée de virus spécifiques chez les manchots antarctiques suggère également que, plutôt que d'être simplement des hôtes de débordement, ces animaux peuvent agir comme des réservoirs de virus clés.
introduction
La séparation géographique et les climats extrêmes ont entraîné un long isolement de l'Antarctique et des îles subantarctiques. Le résultat est un assemblage unique d'animaux, certains reposant entièrement sur le continent gelé, d'autres utilisant les franges. Un tel isolement géographique a été proposé pour expliquer pourquoi la faune antarctique est censée abriter une pénurie de virus, et est étayé par l'observation que les manchots antarctiques captifs sont très sensibles aux maladies infectieuses [ 1 ]. On a donc émis l'hypothèse que la faune antarctique a évolué dans un contexte de faible «pression pathogène», reflétée par une diversité et une abondance microbiennes limitées [ 1 , 2]. En conséquence, le potentiel de mouvement de micro-organismes induit par le climat et par l'homme fait de l'expansion des maladies infectieuses vers l'Antarctique un sujet de préoccupation [ 1 , 3 , 4 , 5 ].
À ce jour, un petit nombre d'espèces virales ont été décrites dans la faune antarctique [ 6 ]. Des études sérologiques ont révélé que les manchots antarctiques sont des réservoirs du virus de la grippe A (IAV), des avulavirus aviaires (anciennement paramyxovirus aviaires), des birnavirus, des herpèsvirus et des flavivirus [ 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 ]. Malgré les améliorations apportées aux outils moléculaires de détection des virus, ce n'est que ces dernières années que des génomes viraux complets ont été caractérisés [ 6 ]. Par exemple, des adénovirus, astrovirus, paramyxovirus, orthomyxovirus, polyomavirus et papillomavirus ont été identifiés chez les manchots Adélie (Pygoscelis adeliae ), manchots à jugulaire ( Pygoscelis antarctica ) et manchots papous ( Pygoscelis papua ) [ 6 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 ]. Cependant, l'échantillonnage est limité et les données génomiques rares, de sorte que nous avons une compréhension fragmentée de la diversité des virus chez les manchots et dans l'Antarctique en général.
Les manchots antarctiques peuvent également être infectés par des virus propagés par des ectoparasites, en particulier la tique des oiseaux de mer Ixodes uriae (White) [ 23 ]. Par exemple, sept virus différents transmis par les arthropodes (arbovirus) ont été identifiés chez des tiques I. uriae prélevées dans des colonies de manchots royaux de l'île Macquarie dans la région subantarctique [ 24 ]: virus Nugget, virus Taggert, virus Fish Creek, virus Precarious Point et capture -me-cave virus, qui appartiennent tous à l'ordre des Bunyavirales ( Nairoviridae et Phleboviridae ), un membre des Reoviridae (Sandy Bay virus, genre Orbivurus ), et un membre des Flaviviridae(Virus Gadgets Gully) [ 23 , 24 , 25 ]. Notamment, I. uriae est la seule espèce de tique avec une distribution circumpolaire et se trouve dans toute la péninsule antarctique [ 26 , 27 ]. I. uriae sont principalement associés aux oiseaux de mer nicheurs et se nourrissent de manchots pendant les mois d'été, en utilisant des sites de regroupement hors hôte pour le rappel de l'année [ 28 , 29 , 30 ].
Malgré les inquiétudes suscitées par l'émergence de virus en Antarctique, il reste peu de connaissances sur la diversité virale des espèces antarctiques, ni sur la relation entre la diversité des viromes des espèces antarctiques et celle observée dans d'autres régions géographiques. Ici, nous avons déterminé les viromes ARN de trois espèces de manchots (Gentoo, Chinstrap et Adelie) sur la péninsule antarctique, ainsi que les tiques I. uriae qui parasitent ces oiseaux. Avec ces données en main, nous avons abordé les moteurs de l'écologie et de l'évolution des virus dans cette localité isolée et unique.
matériaux et méthodes
Collecte d'échantillons
Les échantillons ont été collectés comme décrit précédemment [ 15 , 16 ]. En bref, des échantillons ont été collectés dans les îles Shetland du Sud et la péninsule antarctique sur les manchots papous, à jugulaire et Adélie en 2014, 2015 et 2016, respectivement (tableau 1 ). Un écouvillon cloacal a été prélevé sur chaque pingouin à l'aide d'un écouvillon à pointe stérile, placé dans un milieu de transport viral et conservé à -80 ° C dans les 4 à 8 h suivant le prélèvement. Nous avons sélectionné ce type d'échantillon car il est en grande partie non invasif et constitue le type d'échantillon standard pour les virus, comme le virus de la grippe A.
Tableau 1 Métadonnées pour les échantillons inclus dans cette étude.
Table pleine grandeur
Des manchots papous, à jugulaire et Adélie ont été échantillonnés sur l'île Kopaitik, à Rada Covadonga, à 1 km à l'ouest du général de base Bernardo O'Higgins (63 ° 19 ′ 5 ″ S et 57 ° 53 ′ 55 ″ O). L'île Kopaitik est une colonie mixte contenant ces trois espèces de manchots, bien qu'aucun relevé n'ait été effectué depuis 1996 [ 31 ]. Des manchots papous ont également été échantillonnés à côté de la base González Videla, Paradise Bay (64 ° 49 ′ 26 ″ S et 62 ° 51 ′ 25 ″ W): cette colonie est composée presque entièrement de manchots papous (3915 nids), avec un seul manchot à jugulaire nid signalé en 2017 [ 31]. Les manchots à jugulaire ont été échantillonnés à Punta Narebski, île King George (62 ° 14 ′ 00 ″ S et 58 ° 46 ′ 00 ″ O) et les manchots Adélie ont été échantillonnés à la station Arctowski, Admiralty Bay, île King George (62 ° 9 ′ 35 ″ S et 58 ° 28 ′ 17 ″ O). Un recensement de la colonie de manchots de Punta Narebski en 2013 a signalé 3157 nids de jugulaire et 2378 nids de manchots papous. La colonie de manchots adjacente à la station Arctowski comprend à la fois des manchots Adélie et des manchots à jugulaire, avec un recensement de 2013 rapportant respectivement 3246 et 6123 nids et 3627 et 6595 poussins [ 31 ] (Fig. 1 ).
Fig. 1: Carte de la péninsule antarctique et des emplacements où les échantillons de manchots antarctiques et les tiques ont été collectés.
Figure 1
La carte en relief provient de Wikipedia, développée par l'utilisateur Kikos, et est distribuée sous une attribution CC-by-SA 3.0.
Image pleine grandeur
En 2017, la commune SeaBird tique I. uriae à différents stades de la vie (mâle adulte, femelle adulte et nymphes) ont été recueillies auprès de Paradise Bay (Fig. 1 ). Les tiques ont été collectées sous des roches à l'intérieur et directement adjacentes aux colonies de manchots et placées dans du RNAlater (Ambion) et stockées à -80 ° C dans les 4 à 8 h suivant la collecte.
Construction et séquençage de bibliothèques d'ARN
La construction de la banque d'ARN, le séquençage et la découverte de virus à ARN ont été réalisés comme décrit précédemment [ 32 ]. En bref, des échantillons d'écouvillons cloacaux de pingouins ont été extraits en utilisant le kit d'isolation d'ARN total MagMax mir Vana ™ (ThermoFisher Scientific) sur le système de purification KingFisher ™ Flex (ThermoFisher Scientific). Les échantillons extraits ont été évalués pour la qualité de l'ARN à l'aide du TapeStation 2200 et des réactifs ARN haute sensibilité (Aligent Genomics, Integrated Sciences).
L'ARN a été extrait des tiques comme décrit précédemment [ 33 ]. En bref, les tiques ont été lavées dans de l'éthanol et homogénéisées dans un tampon de lyse en utilisant un TissueRuptor (Qiagen) et l'ARN a été extrait en utilisant le kit RNeasy plus mini (Qiagen). La qualité et la concentration de l'ARN extrait ont été évaluées à l'aide de l'Agilent 4200 TapeStation. Les dix échantillons de pingouins et cinq tiques avec la concentration la plus élevée correspondant à l'espèce / à l'emplacement / à l'âge ont ensuite été regroupés en utilisant des concentrations égales et concentrés à l'aide du kit de nettoyage RNeasy MinElute (Qiagen) (tableau S1 ).
Les bibliothèques ont été construites en utilisant le protocole de préparation de la bibliothèque d'ARN total TruSeq (Illumina) et l'ARNr de l'hôte a été retiré en utilisant le kit Ribo-Zero-Gold (Illumina) pour les bibliothèques de pingouins et le kit Ribo-Zero Gold rRNA Removal (Epidemiology) (Illumina) pour le cocher les bibliothèques. Le séquençage par paires (100 pb) de la bibliothèque d'ARN a été réalisé sur la plate-forme Illumina HiSeq 2500 à l'Australian Genome Research Facility (Melbourne). Toutes les lectures de séquence ont été déposées dans l'archive de lecture de séquence (SAMN09217486-87, SAMN13567271-74 et SAMN13567241-44). Les séquences consensus de virus ont été déposées sur GenBank (MT025058-MT0205177).
Découverte de virus à ARN
Les lectures de séquence ont été démultiplexées et coupées avec Trimmomatic suivi d'un assemblage de novo en utilisant Trinity [ 34 ]. Aucun filtrage des lectures hôte / bactérienne n'a été effectué avant l'assemblage. Tous les contigs assemblés ont été comparés à l'ensemble de la base de données de nucléotides (nt) et de protéines (nr) non redondants en utilisant respectivement blastn et diamond blast [ 35 ], en fixant un seuil de valeur e de 1 × 10 -10 pour éliminer les faux positifs.
Les estimations d'abondance pour tous les contigs ont été déterminées à l'aide de l'algorithme RSEM [ 34 ]. Tous les contigs qui ont renvoyé des coups de souffle avec des estimations d'abondance appariées ont été filtrés pour éliminer les séquences de plantes, de champignons invertébrés, de bactéries et d'hôtes. Les virus détectés dans les bibliothèques de pingouins ont été divisés entre ceux susceptibles d'infecter les oiseaux et ceux probablement associés à d'autres hôtes [ 36 , 37 ]. Cette division a été réalisée en utilisant une combinaison d'analyses phylogénétiques et d'informations sur les associations de virus disponibles dans la base de données Virus-Host ( http://www.genome.jp/virushostdb/ ). La liste était croisée avec des contaminants de réactifs de laboratoire connus [ 38]. Les nouvelles espèces virales ont été identifiées comme celles qui avaient <90% d'identité de protéine RdRp, ou <80% d'identité génomique par rapport aux virus précédemment décrits. Les nouveaux virus ont été nommés en utilisant les noms de famille de personnages de l'histoire de l'exploration antarctique. Des contigs renvoyant des coups de blast au gène de référence de l'hôte RSP13 dans des bibliothèques de pingouins et le gène de référence COX1 dans des bibliothèques de tiques ont été inclus pour comparer l'abondance virale avec les gènes marqueurs de l'hôte.
Pour déterminer si des virus identifiés dans les tiques étaient présents dans les bibliothèques de pingouins, nous avons utilisé Bowtie2 [ 39 ] pour assembler les lectures brutes de chaque bibliothèque de pingouins aux nouveaux contigs de virus identifiés dans les bibliothèques de tiques, et vice versa.
Annotation du génome viral et analyse phylogénétique
Les virus ont été annotés comme décrit précédemment [ 32 , 33 ]. Des virus avec des génomes de pleine longueur, ou des génomes incomplets possédant le gène de l'ARN polymérase (RdRp) dépendant de l'ARN de pleine longueur, ont été utilisés pour l'analyse phylogénétique. L'utilisation du RdRp bien conservé est la norme dans les analyses phylogénétiques au niveau de la famille des virus à ARN, la plupart des autres régions du génome présentant des niveaux excessivement élevés de divergence de séquence. Les séquences d'acides aminés ont été alignées à l'aide de MAFFT [ 40 ], les sites mal alignés étant éliminés à l'aide de trimAL [ 41 ]. Le modèle le plus approprié de substitution d'acides aminés a été déterminé pour chaque ensemble de données en utilisant IQ-TREE [ 42 ] ou PhyML 3.0 [ 43], et les arbres du maximum de vraisemblance (ML) ont ensuite été estimés à l'aide de PhyML. Pour les arborescences initiales de la famille et du clade, la prise en charge des branches de type SH a été utilisée pour déterminer la prise en charge topologique des nœuds individuels. Les grappes de virus fournissant les informations de base les plus pertinentes aux nouveaux virus identifiés ici ont ensuite été extraites et l'analyse phylogénétique répétée en utilisant PhyML avec 1000 réplicats bootstrap. Dans le cas des virus précédemment décrits, les phylogénies ont également été estimées à l'aide de séquences nucléotidiques. Les informations d'alignement sont présentées dans le tableau S1 et les alignements eux-mêmes peuvent être trouvés sur github: https://github.com/erinhunter4/penguin_virome .
Diversité et abondance virales dans les bibliothèques
L'abondance relative du virus a été estimée comme la proportion du nombre total de lectures virales dans chaque bibliothèque (à l'exclusion de l'ARNr). Toutes les mesures écologiques dans les bibliothèques de pingouins ont été calculées uniquement à l'aide de virus probablement associés aux oiseaux. L'association des hôtes est moins complexe dans les échantillons de tiques, et dans ce cas, nous avons utilisé l'ensemble de données sur les tiques, en excluant uniquement les Léviviridae associés à des hôtes bactériens. Les analyses ont été effectuées à l'aide de R v 3.4.0 intégré à RStudio v 1.0.143 et tracées à l'aide de ggplot2 .
La richesse viromiale observée et la diversité [alpha] effective de Shannon ont été calculées pour chaque bibliothèque aux niveaux de la famille et du genre de virus en utilisant les jeux de scripts Rhea [ 44 ], et comparées entre les ordres aviaires en utilisant le test de la somme des rangs de Kruskal – Wallis. La diversité bêta a été calculée à l'aide de la matrice de dissimilarité de Bray Curtis et la structure du virome a été tracée en fonction de l'ordination de mise à l'échelle multidimensionnelle non métrique et testée en utilisant les tests Adonis en utilisant les packages vegan [ 45 ] et phyloseq [ 46 ].
Résultats
Diversité et composition des viromes à ARN du pingouin antarctique et des tiques
Nous avons caractérisé les transcriptomes de six bibliothèques comprenant dix individus chacune, correspondant à trois espèces de manchots antarctiques dans trois emplacements et quatre bibliothèques de tiques comprenant un total de 20 tiques (tableau 1 et figure 1 ). Le séquençage de l'ARN des bibliothèques appauvries en ARNr a abouti à 42 382 642 à 55 930 902 lectures assemblées en 189 464 à 530 470 contigs pour chacune des bibliothèques de pingouins. Les bibliothèques de tiques contenaient 51 498 136 à 55 930 902 lectures assemblées en 55 611 à 223 554 contigs (tableau 1 ). Il y avait une large gamme d'abondance virale totale chez le pingouin (0,07–0,7% de lectures virales totales; 0–0,15% de lectures virales aviaires) et les bibliothèques de tiques (0,03–2,4%) (Tableau 1 et Fig. 2). En plus des virus aviaires probables, les bibliothèques de pingouins contenaient de nombreuses lectures correspondant à des virus et rétrovirus d'insectes, de plantes ou de bactéries (figures 2a et 3 ). Les rétrovirus ont été exclus des analyses ultérieures en raison des défis associés à la différenciation des séquences exogènes des séquences endogènes.
Fig. 2: Abondance de virus trouvés chez les manchots et leurs tiques.
Figure 2
a Abondance de toutes les lectures virales trouvées dans les bibliothèques de pingouins. b Abondance et diversité des virus aviaires dans chacune des bibliothèques de pingouins. c Abondance du gène hôte de référence RSP13 dans les bibliothèques de pingouins. d Abondance de toutes les lectures virales trouvées dans les bibliothèques de tiques. e Abondance et diversité des virus dans chacune des bibliothèques de tiques. f Abondance du gène hôte de référence COX1 dans les bibliothèques de tiques.
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Fig. 3: Vue d'ensemble phylogénétique des virus trouvés chez les manchots et les tiques.
figure 3
Les virus trouvés chez les manchots ont été divisés en deux groupes: ceux qui infectent les oiseaux et ceux qui sont susceptibles de toucher d'autres hôtes et sont colorés respectivement par des cases magenta et orange. Les virus de tiques révélés dans cette étude sont indiqués par des cases bleues. Les cases grises renvoient aux virus de référence extraits de RefSeq.
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L'abondance de RSP13, un gène de référence hôte exprimé de manière stable dans le côlon aviaire [ 47 ], était similaire dans toutes les banques de pingouins, mais avec une plus faible abondance chez les manchots Adélie (Fig. 2c ). L'abondance de COX1 dans les bibliothèques de tiques était cohérente avec la taille corporelle des tiques incluses dans chaque bibliothèque, avec la plus grande abondance chez les grandes tiques femelles adultes et la plus faible abondance dans la première des deux bibliothèques de nymphes (Fig. 2d – f ).
L'abondance de lectures virales aviaires était la plus élevée chez les manchots à jugulaire échantillonnés sur l'île Kopaitik (0,152% du total des lectures), et la plus faible chez les manchots papous échantillonnés à la base GGV pour lesquels aucune lecture virale aviaire n'a été détectée. Parce que cette colonie est composée uniquement de manchots papous, seule cette espèce a été échantillonnée [ 31 ]. La diversité alpha (la diversité au sein de chaque bibliothèque) était la plus élevée chez les manchots Adélie et à jugulaire aux niveaux de la famille virale et du genre, et était plus faible chez les manchots papous, même en ne considérant que les viromes à ARN de l'île de Kopaitik où les trois espèces de manchots ont été échantillonnées ( Figures S1 , S2). Par conséquent, la raison pour laquelle nous n'avons détecté aucune lecture virale sur le site d'échantillonnage le plus au sud (la base GGV) peut être due à une combinaison de choix d'emplacement et d'espèce (manchots papous).
Bien qu'il y ait eu des variations dans la composition du virus entre les bibliothèques, les membres des Picornaviridae étaient les plus abondants dans les bibliothèques de manchots à jugulaire et d'Adélie, comprenant 99, 32, 83 et 71% de toutes les lectures virales aviaires dans ces quatre bibliothèques. En revanche, les Picornaviridae ne représentaient que 0,25% des lectures virales aviaires des manchots papous sur l'île de Kopaitik (et aucun virus aviaire n'a été trouvé chez les manchots papous de GGV). La diversité bêta a démontré la connectivité des viromes à ARN des manchots Adélie, entraînée par un certain nombre d'espèces virales partagées sur les sites d'échantillonnage de l'île Kopaitik et de l'île King George distants de 130 km (figures 3 et S3 ).
Dans les bibliothèques de tiques, la plus grande abondance de virus a été observée chez les tiques femelles adultes, tandis que la plus faible abondance de virus a été observée chez les tiques mâles adultes. La diversité alpha était similaire dans toutes les bibliothèques. Fait intéressant, alors que la richesse en virus était la plus élevée chez les tiques femelles adultes, la diversité de Shannon était inférieure à celle des autres bibliothèques (Fig. S4 ), bien que sans répliques, il ne soit pas possible de tirer des conclusions claires. Compte tenu de la richesse virale élevée des tiques femelles, il n'est pas surprenant que le plus grand nombre d'espèces virales ait également été décrit dans cette bibliothèque. Les bibliothèques de tiques étaient également fortement connectées, avec 5/8 espèces partagées entre elles, bien que les calculs de diversité bêta soient confondus en raison de la taille limitée de l'échantillon (Fig. S3 ).
Diversité substantielle des virus à ARN chez les manchots antarctiques et leurs tiques
Dans l'ensemble, 22 familles virales, en plus de quatre virus qui n'appartenaient pas à des familles virales bien définies mais regroupées avec d'autres virus de type «picorna» non classés (virus Treshnikov, virus Luncke, virus Dralkin et virus Tolstivok), ont été identifiés chez le pingouin et cocher les bibliothèques (Fig. 3 ). Parmi ceux-ci, les virus susceptibles d'être associés aux oiseaux étaient des membres des Astroviridae , Caliciviridae , Coronaviridae , Herpesviridae , Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae , Picorbirnaviridae , Picornaviridae et Reoviridae (figures 2b et 3) (voir ci-dessous). Dix des 13 virus aviaires associés identifiés chez les manchots représentent probablement de nouvelles espèces virales aviaires (tableau S2 et figure 4 ), et deux espèces virales (avulavirus aviaire 17 et virus Shirase) ont été partagées entre les manchots Adélie de différents endroits. Il n'y avait pas de partage de virus parmi les espèces à des endroits différents (pas de virus ont été partagés entre les espèces de manchots à chaque île Kopaitik ou sur King George Island) (fig. 4), bien que cela soit probablement dû au fait que les espèces ont été échantillonnées à des années différentes. Tous les virus dans les bibliothèques de tiques, à l'exception du virus Taggert, représentaient de nouvelles espèces virales avec une similitude de séquence d'acides aminés avec les séquences virales de référence de 31 à 81%. Cinq des neuf espèces de virus décrites chez les tiques ont été partagées entre les bibliothèques, ce qui n'est pas surprenant étant donné que les tiques ont été collectées dans la même population. Notamment, les bibliothèques de nymphes contenaient un pourcentage plus élevé d'ARN viral que les grandes nymphes et les tiques mâles adultes.
Fig. 4: Réseau bipartite illustrant des espèces virales biologiquement pertinentes pour lesquelles des génomes viraux ont été trouvés dans chaque banque.
figure4
Chaque bibliothèque est représentée comme un nœud central, avec un pictogramme de l'espèce, entouré de chaque espèce virale. Les longueurs de ligne ne correspondent à aucune variable. Lorsque deux bibliothèques partagent une espèce de virus, les réseaux entre les deux bibliothèques sont liés. La couleur du virus correspond à la taxonomie des virus. Les virus identifiés dans les bibliothèques de manchots qui sont peu susceptibles d'être associés aux oiseaux ne sont pas indiqués. Une liste des virus de chaque bibliothèque est présentée dans le tableau S2 , et des arbres phylogénétiques pour chaque famille de virus peuvent être trouvés dans les Fig. 5 - 7 et S5 - S13 .
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De manière frappante, nous avons identifié 82 nouvelles espèces de virus divergentes dans les bibliothèques de pingouins qui se regroupaient phylogénétiquement au sein de 11 familles définies, ainsi que trois virus qui se regroupaient avec un groupe de virus non classés. Ces virus non classés sont probablement associés au régime alimentaire des manchots ou à leur microbiome: poissons, invertébrés, plantes, champignons et bactéries (Fig. 2a , Tableau S3 , Fig. 3 ). La plus grande diversité a été trouvée dans les groupes viraux «Narna-Levi», «Noda-Tombus» et «Picorbirna-Pariti» [ 36 ]. Un certain nombre de virus ont été fortement divergent, y compris des grappes de nouveaux virus qui sont tombées au sein de la Narnaviridae et Leviviridae (tableau S3 et Fig. 3). Au total, 56 espèces différentes de virus Narna-Levi ont été identifiées chez les manchots Adélie, comprenant environ la moitié des virus de type Narna et 21/25 des Leviviridae : ceux-ci étaient probablement associés au régime alimentaire ou au microbiome des oiseaux. Tous les Picobirnaviridae associés aux invertébrés ont été trouvés dans les bibliothèques de manchots à jugulaire, tandis qu'un seul picobirnavirus identifié dans une bibliothèque de manchots Adelie était le plus étroitement lié à d'autres virus associés aux oiseaux (voir ci-dessous). Comme il est peu probable que ces 82 virus soient associés aux manchots ou à leurs tiques, ils ne sont pas décrits plus en détail.
Nouveaux virus aviaires
Le nouveau virus Wilkes a été identifié chez un manchot Adelie sur l'île de Kopaitik et appartient au genre Nacovirus ( Caliciviridae ) - un groupe dominé par les virus aviaires (Fig. S5 ). Ce virus est étroitement lié au calicivirus de l'Oie et aux calicivirus prélevés sur des oiseaux d'eau en Australie (c'est-à-dire l'avocette à cou roux et le canard à oreilles roses) [ 32 , 48 ]. Tous les picornavirus identifiés dans cette étude appartiennent probablement à des genres nouveaux ou non attribués (Fig. S6 ). Trois variantes différentes du virus Shirase ont été identifiées chez les manchots Adélie, deux de l'île King George et une de l'île Kopaitik. Fait intéressant, le virus Shirase est une lignée sœur des virus du genre Gallivirus. De même, deux variantes du virus Wedell ont été identifiées chez les manchots à jugulaire. Le virus Wedell appartient à une lignée non attribuée de picornavirus différents des virus aviaires identifiés dans les études métagénomiques [ 32 , 48 ]. Trois picornavirus supplémentaires ont été identifiés chez les manchots à jugulaire - virus Ross, virus Scott et virus Amundsen - qui tombent à la base des membres du genre Tremovirus .
Des rotavirus ont été identifiés à la fois chez les manchots Gentoo (virus Shackleton) et Adelie (virus Mawson). Le virus Shackleton fait partie d'un groupe externe d'un clade de rotavirus récemment décrits chez les oiseaux sauvages, qui sont eux-mêmes différents du rotavirus G, tandis que le virus Mawson est un groupe frère du rotavirus D (figure 5a ). Le virus Hilary, un picobirnavirus, a été trouvé dans un clade qui contient à la fois des hôtes aviaires et mammifères. Il est intéressant de noter que ce virus est le plus étroitement lié à un picorbirnavirus humain, bien qu'avec une faible similitude en acides aminés et de longues longueurs de branches (Fig. S7 ). Bien qu'il existe une incertitude quant à savoir si ces virus sont associés à des bactéries plutôt qu'à des vertébrés [ 49 ], ils sont conservés ici à des fins de comparaison.
Fig. 5: Phylogénie de certains nouveaux virus trouvés chez les manchots.
figure5
un arbre phylogénétique du VP1, contenant le RdRp, des rotavirus. L'arbre est enraciné à mi-chemin pour plus de clarté uniquement. b Phylogénie du gène majeur concaténé de la capside et du gène de la glycoprotéine B, les seuls gènes récupérés, des Alphaherpesvirinae . Deux bêtaherpèsvirus ont été utilisés comme exogroupe pour enraciner l'arbre. Les virus identifiés dans cette étude sont indiqués par un cercle plein et en gras. Les valeurs d'amorçage> 70% sont affichées pour les nœuds clés. La barre d'échelle représente le nombre de substitutions d'acides aminés par site.
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Enfin, bien que la plupart des nouveaux virus documentés ici aient des génomes à ARN, nous avons également identifié un nouveau virus alpha-herpès, le virus Oates, qui appartient à un groupe frère de l'hépervirus Gallid et Psittacid 1. Notamment, ce virus était de loin apparenté à un alphaherpèsvirus précédemment décrit dans pingouins (Sphencid alphaherpesvirus) (Fig. 5b ).
Virus à ARN aviaire précédemment détectés chez les manchots
Des études antérieures sur les manchots antarctiques ont détecté des IAV aviaires et des avulavirus aviaires [ 15 , 16 , 21 ]. De même, nous avons détecté un IAV H5N5 chez les manchots à jugulaire de séquence identique à celle rapportée précédemment. Cela n'est pas surprenant car le virus décrit dans Hurt et al. [ 15 ] a été isolé dans le même ensemble d'échantillons (Fig. S8 ). De plus, nous avons identifié l'avulavirus aviaire 17 (AAvV-17) chez les manchots Adélie des deux sites d'échantillonnage (figures 6a et S9 ). Ce virus a été précédemment isolé chez les manchots Adélie en 2013 [ 21 ] et les manchots papous en 2014-2016 [ 50]. L'analyse du gène F de l'AAvV-17 indique que le virus détecté chez les manchots Adélie sur les îles King George et Kopaitik était plus étroitement lié à celui des manchots papous échantillonnés entre 2014 et 2016 [ 50 ] qu'aux manchots Adélie échantillonnés en 2013 [ 21 ] (Fig. 6a ). Bien que l'AAvV-17 ait été détecté chez des manchots échantillonnés à deux endroits (île Kopaitik et île King George) à seulement 2 semaines d'intervalle, ils ne partageaient que 98,6% d'identité. Les résultats de Blastx ont également indiqué la présence de l'avulavirus aviaire 2, bien que nous n'ayons pas pu assembler le génome du virus.
Fig. 6: Phylogénie de deux virus précédemment décrits chez les manchots.
figure6
a Phylogénie du gène F de l'avulavirus aviaire 17. Localisation de détection des virus identifiés dans cette étude et Wille et al. [ 21 ] sont indiqués par un cercle rempli de vert (île du roi George) ou par un triangle rempli de bleu (île de Kopaitik). Les noms de souches des virus de référence sont présentés avec la même nomenclature que celle présentée à l'origine dans Wille et al. [ 21 ]. L'avulavirus aviaire 18 a été utilisé comme exogroupe pour enraciner l'arbre. La barre d'échelle représente le nombre de substitutions de nucléotides par site. bArbre phylogénétique de l'ORF1ab, y compris le RdRp, des avastrovirus. L'arbre est enraciné à mi-chemin pour plus de clarté uniquement. La barre d'échelle représente le nombre de substitutions d'acides aminés par site. Les valeurs d'amorçage> 70% sont affichées pour les nœuds clés. Les virus identifiés dans cette étude sont indiqués en gras.
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Nous avons également identifié un deltacoronavirus et un avastrovirus (figures 6b et S10 - S12 ). Le deltacoronavirus était similaire à ceux signalés chez les oiseaux aux Émirats arabes unis, en Australie, au Niger et en Finlande, avec une identité d'environ 95%. Un manque d'échantillonnage rend difficile de déterminer comment les deltacoronavirus en Antarctique et sur d'autres continents peuvent être partagés (figures S10 , S11 ). L'astrovirus détecté était similaire (88,3% d'identité) à un court fragment (1000 pb) précédemment signalé chez les manchots Adélie sur la banquise de Ross en Antarctique [ 22 ] (Tableau S2 ), un schéma confirmé par l'analyse phylogénétique (Fig. 6b). L'analyse phylogénétique révèle également que ce virus appartient à un sous-groupe des virus du groupe 2, y compris le virus de la néphrite aviaire (figures 6b et S12 ). Bien que nous n'ayons pas pu déterminer l'épidémiologie de ces virus en Antarctique, une détection répétée aux extrémités opposées du continent antarctique rend possible qu'il s'agisse d'un virus spécifique du pingouin.
Tique les virus associés
Le virus le plus abondant identifié parmi les tiques I. uriae échantillonnées ici était une variante du virus Taggert, un nairovirus (ordre des Bunyavirales ) précédemment identifié chez les tiques associées aux manchots sur l'île Macquarie: les contigs identifiés dans nos données ont montré une similarité de séquence nucléotidique de 81,6% dans le Région RdRp au virus Taggert [ 25 ] (Fig. 7). Cette variante du virus Taggert représentait 2,0% du total des lectures (87% des lectures virales) dans la bibliothèque de femmes adultes et a été trouvée dans toutes les bibliothèques de tiques. Étant donné que les séquences nucléotidiques du virus Taggert différaient entre les bibliothèques, il est peu probable qu'elles représentent une contamination entre bibliothèques. De plus, nous avons identifié 75 lectures de virus Taggert dans la bibliothèque contenant des échantillons de manchots à jugulaire sur l'île de Kopaitik. Surtout, les bibliothèques de tiques et de pingouins n'ont pas été séquencées sur la même voie, ni même dans le même laps de temps, excluant ainsi la contamination. Deux autres membres de l'ordre des Bunyavirales ont également été découverts - le virus Ronne et le virus Barre - tous deux membres des Phenuiviridae (Fig. S13) qui présentait une similarité de séquence d'acides aminés de 80% à travers le segment RdRp. Le virus Ronne a été identifié dans trois des bibliothèques de tiques (mâles adultes, femelles adultes et nymphes1), mais le virus Barre n'a été identifié que dans une seule bibliothèque (nymphothèques 2) (Fig. 4 ).
Fig. 7: Phylogénie des arbovirus de tiques.
figure7
a Le segment RdRp de certains membres des Reoviridae , y compris le genre Coltivirus . b Le RdRp de certains membres des Bunyavirales, y compris la famille des Nairoviridae . Les nouveaux virus de tiques identifiés dans cette étude sont indiqués par un cercle plein et en gras. L'arbre a été enraciné au milieu pour plus de clarté. Les valeurs d'amorçage> 70% sont affichées pour les nœuds clés. La barre d'échelle représente le nombre de substitutions d'acides aminés par site.
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Les six autres nouvelles espèces de virus identifiées dans les bibliothèques de tiques comprenaient cinq familles virales: Iflaviridae-like , Alphatetraviridae , Reoviridae , Rhabdoviridae et Levivirdae . Un nouveau virus de type Ifla, le virus Gerbovich, a été identifié dans les deux bibliothèques de nymphes. Ce virus était regroupé avec un groupe de virus de type ifla associés aux tiques, y compris Ixodes holocyclus iflavirus et Ixodes scapularis iflavirus (Fig. S13 ). Deux espèces sœurs de virus ont été identifiées chez les Alphatetraviridae—Virus Bulatov et virus Vovk — qui ont montré une similitude de séquence d'acides aminés de 76,1% dans la région RdRp. Ces deux virus sont très différents de toutes les autres séquences RdRp actuellement disponibles, présentant seulement 35,7% de similitude de séquence d'acides aminés avec le virus de type tétravirus transmis par les tiques (figure S13 ). Un nouveau virus de type colti ( Reoviridae ), le virus Fennes, a été identifié dans les bibliothèques mâles, femelles et nymphes adultes, bien que nous n'ayons pu assembler que quatre segments. Notamment, le virus de Fennes tombe à la base du groupe des coltivirus existant, présentant une similitude de séquence d'acides aminés de seulement 30% avec le virus de la pointe Shelly, récemment identifié chez les tiques I. holocyclus d'Australie (Fig. 7 ). Le génome partiel d'un rhabdovirus, Virus Messner, a été identifié dans la bibliothèque de femmes adultes. Cependant, ce fragment était de faible abondance, et seulement le segment RdRp (Fig. S13 ).
Enfin, le virus Mackintosh, identifié dans les quatre bibliothèques de tiques, n'était associé à aucun autre virus de tique. Au lieu de cela, ce virus s'est regroupé avec des virus des Leviviridae indiquant qu'il s'agit probablement d'un bactériophage (tableau S2 ).
Discussion
L'avènement du séquençage métagénomique et de l'échantillonnage amélioré a rapidement accéléré le taux de découverte microbienne dans l'Antarctique. En effet, des virus ont maintenant été identifiés à la fois dans l'environnement (par exemple, les lacs antarctiques) et dans la faune. Nous visions à évaluer si les colonies de manchots antarctiques subissent une faible pression d'agents pathogènes en raison de leur isolement géographique et climatique, en utilisant la découverte de virus méta-transcriptomique de trois espèces de manchots et de leurs tiques. Bien que la taille de notre échantillon soit relativement petite, nous avons pu démontrer la présence de 13 espèces virales chez trois espèces de manchots de la péninsule antarctique et de neuf chez les tiques associées aux sites de nidification des manchots. Ces données préliminaires vont donc à l'encontre de l'idée que les animaux de l'Antarctique abritent moins de diversité microbienne que les animaux d'autres régions géographiques. En effet,32 , 48 ]. Des études récentes sur les viromes d'oiseaux australiens, utilisant le même type d'échantillon, ont révélé une diversité alpha (richesse observée) de 5,37 et 5,8 par bibliothèque, avec une moyenne de 2,87 et 3,1 génomes viraux et 60 et 80% des virus étant nouveaux [ 32 , 48 ]. En comparaison, chez les manchots étudiés ici, nous avons observé une richesse moyenne de 4,6 et 2,8 génomes viraux par bibliothèque, avec un taux de découverte de virus de 76%. Il y avait également un niveau impressionnant de diversité virale dans les bibliothèques de tiques compte tenu de la petite taille de l'échantillon: huit nouvelles espèces de virus et une seule espèce précédemment identifiée ont été identifiées chez 20 tiques, contre 19 nouveaux virus chez 146 tiques d'Australie [ 33]. Enfin, dans les deux virus associés aux pingouins et aux tiques, nous avons identifié des familles virales similaires à celles documentées précédemment en utilisant les mêmes méthodes et le même type d'échantillon [ 32 , 33 , 48 ]. Cela suggère fortement que ces familles et genres sont associés à une grande diversité d'oiseaux et de tiques à travers le monde, fournissant une connectivité virale entre des localités géographiquement distinctes.
Notamment, comme tous les manchots échantillonnés semblaient en bonne santé, la capacité pathogène de ces virus est incertaine. Dix manchots à jugulaire échantillonnés sur l'île du roi George abritaient cinq espèces virales différentes, principalement des Picornaviridae , en très grande abondance (0,15% du total des lectures). Les manchots Adélie avaient également une grande diversité virale, avec des oiseaux apparemment en bonne santé portant trois ou quatre espèces virales. Le plus frappant est peut-être que les manchots Adélie de l’île du Roi George et de la péninsule antarctique partageaient des virus, malgré la distance de plus de 100 km entre ces colonies. Une tendance similaire a été observée par Wille et al. [ 21] qui a découvert que les manchots Adélie échantillonnés en 2013 partageaient les avulavirus aviaires 17 et 19 entre ces deux emplacements, révélant ainsi une connectivité entre les colonies de manchots. Que cela soit dû au chevauchement des aires d'alimentation, aux oiseaux de prospection visitant différentes colonies, aux vecteurs viraux sous forme d'oiseaux prédateurs et charognards tels que les pétrels géants du sud ( Macronectes gigantes ), les goélands varech ( Larus dominicanus ) ou les skuas ( Stercorarius spp .) [ 51 , 52], ou un autre itinéraire inimaginable n'est pas clair. Les manchots échantillonnés sur les îles King George et Kopaitik présentaient une diversité alpha similaire aux niveaux de la famille du virus et du genre. Fait intéressant, aucune lecture ou génome de virus aviaire n'a été détecté dans les échantillons de manchots papous au GGV. Que cela soit dû à la structuration géographique des virus aviaires en Antarctique, les espèces échantillonnées à cet endroit (c.-à-d. Les manchots papous avaient tendance à avoir une diversité plus faible que les manchots Adélie ou à jugulaire) ou un autre processus mérite une enquête plus approfondie.
Combinées, ces données suggèrent fortement que les manchots ne sont pas simplement des hôtes de débordement, mais peuvent être des hôtes réservoirs centraux pour une gamme variée de virus. Cela ressort de deux observations. Le premier est la détection répétée d'espèces virales spécifiques, telles que les avulavirus aviaires, et que ces virus comprennent des grappes distinctes de variantes apparentées. Des manchots antarctiques ont été échantillonnés depuis les années 1970, et des avulavirus aviaires ont été détectés à plusieurs reprises, à la fois par sérologie et par PCR. La détection de l'avulavirus aviaire phylogénétiquement apparenté 17 en 2013 chez les manchots Adélie [ 21 ], en 2014-2016 chez les manchots papous [ 50], et à nouveau en 2016 chez les manchots Adélie comme indiqué ici, suggère fortement que ces animaux sont un réservoir important pour ces virus. Bien que l'IAV que nous avons détecté soit le même virus que celui décrit précédemment [ 15 ], les longues branches des arbres phylogénétiques suggèrent une circulation non détectée à long terme en Antarctique [ 15 ].
La deuxième observation clé qui indique que les manchots sont des réservoirs potentiels de virus était la présence d'arbovirus probables, c'est pourquoi nous avons associé notre analyse du virome de l'ARN du pingouin à celle des tiques qui les parasitent. Sur les neuf espèces de virus identifiées chez les tiques dans cette étude, deux groupaient phylogénétiquement avec d'autres arbovirus: le virus Taggert précédemment détecté appartenait aux Nairoviridae , tandis que le virus Fennes était un membre des Reoviridae . Le virus Taggert a été identifié à l'origine chez I. uriae collecté dans des colonies de manchots et est l'une des sept espèces de virus associées à I. uriae identifiées chez les tiques collectées dans les colonies de manchots de l'île Macquarie [ 25]. Le virus Taggert appartient phylogénétiquement au genre Orthonairovirus , et proche de l'arbovirus pathogène, le virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo. Fait intéressant, nous avons non seulement identifié le virus Taggert dans les quatre bibliothèques de tiques, mais également chez les manchots à jugulaire de l'île de Kopaitik. Ceci soutient fortement l'idée que les pingouins ont agi comme un hôte réservoir pour le virus Taggert [ 25 ]. Dans ce contexte, il est important de noter que, comme tous les échantillons de pingouins et de tiques ont été traités dans des laboratoires séparés et séquencés séparément, éliminant ainsi la contamination entre bibliothèques.
Il convient également de noter le virus de Fennes qui s'est regroupé phylogénétiquement dans le genre Coltivirus qui comprend le virus pathogène transmis par les tiques, le virus de la fièvre des tiques du Colorado, ainsi qu'un certain nombre de virus associés aux tiques et une espèce identifiée chez les chauves-souris africaines [ 33 , 53 , 54 , 55 ] . Notamment, le virus Fennes est tombé en position basale et était relativement différent des autres coltivirus. Les réservoirs vertébrés des coltivirus n'ont été confirmés que pour le virus de la fièvre à tiques du Colorado et le réovirus de la forêt de Tai - respectivement les rongeurs et les chauves-souris à queue libre - bien que d'autres membres du genre soient suspectés d'infecter les espèces de rongeurs. Fait intéressant, les virus identifiés dans I. uriaede l'île Macquarie dans une série de trois études entre les années 1970 et 2009 appartenait à seulement quatre familles - Reoviridae, Narioviridae, Phenuiviridae et Flaviviridae [ 23 , 24 , 25 ] - dont trois étaient présentes ici. Notre analyse phylogénétique a suggéré que six des sept espèces de virus restantes identifiées dans les données sur les tiques étaient probablement associées à des invertébrés, avec un autre virus (virus Mackintosh) probablement un bactériophage de la famille des Leviviridae .
Il y avait une grande diversité de virus identifiés dans les échantillons de manchots qui étaient susceptibles d'être associés à des hôtes autres que les oiseaux, y compris des clades entiers de nouveaux virus dans les arbres phylogénétiques des Narnaviridae et des Leviviridae . Compte tenu de leur position phylogénétique, ces virus sont probablement associés aux espèces de poissons, de crustacés et de plantes ingérées par les manchots dans le cadre de leur régime alimentaire, ainsi qu'à infecter des parasites unicellulaires, des champignons et des bactéries. Un certain nombre de ces virus peuvent également être associés à la flore intestinale des manchots: en effet, les écouvillons cloacaux sont largement utilisés dans les études sur les microbiomes intestinaux des oiseaux [ 56 , 57]. En raison de la nature des écouvillons cloacaux, il est impossible de déterminer avec précision l'hôte de ces virus, bien que certaines informations puissent être glanées auprès des familles dans lesquelles ces virus appartiennent. Par exemple, les Narnaviridae sont connus pour infecter les champignons et les protistes, tandis que les Leviviridae apparentés infectent les bactéries [ 58 , 59 , 60 , 61 ]. D'autres nouveaux virus faisaient partie des clades associés aux invertébrés des Nodaviridae et des Tombusviridae , associés à des virus infectant à la fois les vertébrés et les invertébrés dans les Picornavirales [ 36]. Un certain nombre de nouveaux virus ont également été identifiés et regroupés au sein du groupe des Picobirnaviridae / Partitiviridae . Alors que les Partitiviridae sont reconnus comme des virus associés aux invertébrés, l'association hôte des Picobirnaviridae est actuellement incertaine [ 49 ]. Dans l'ensemble, cela démontre une remarquable richesse virale non décrite dans les organismes qui composent le régime alimentaire des manchots antarctiques.
En somme, nous révélons une importante diversité virale chez les manchots antarctiques, leur alimentation et leurs tiques. Nous prévoyons donc que des virus supplémentaires seront identifiés avec un échantillonnage accru et une plus grande variété de types d'échantillons, reflétant ce qu'il s'agit en réalité d'une diversité relativement élevée de faune et de flore uniques sur le continent antarctique. Il est clair qu'un échantillonnage supplémentaire de manchots et d'autres espèces en Antarctique est essentiel pour élucider le lien épidémiologique entre l'Antarctique et le reste du globe, et à partir de là, mieux comprendre les mécanismes d'introduction et de circulation virales.[/b
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Modifié en dernier par Pascal le 22 mars 2021, 00:44, modifié 1 fois.