Changer de regard sur l’information génétique en étudiant les virus

La recherche est tout autant expérimentale que théorique. Chercher, c’est parfois examiner les travaux publiés afin de questionner les résultats et ici en l’occurrence, de rechercher quels indices permettent de penser que l’ADN semble obéir à une finalité et donc, malgré son aura épistémologique, cet ADN ne serait pas l’unité moléculaire centrale qui commande les processus moléculaires de la vie. L’étrange univers des virus permet d’interroger le vivant et pour nombre d’évolutionnistes, le questionnement sur les origines de la vie passe par la compréhension du monde des virus qui pourrait en fait représenter le chaînon manquant entre le monde prébiotique et le monde vivant avec ses premières cellules. Ce qui laisse supposer que les cellules seraient issues d’association entre virus. Cette hypothèse est quand même assez hasardeuse, par contre, étudier le fonctionnement des virus devrait permettre de « sonder » la logique du vivant et plus précisément, les relations entre formes protéiques et informations génétiques.

La théorie génocentrique énonce que le virus est un assemblage moléculaire perfectionné faite d’un génome et d’un assemblage protéique (la capside) permettant au génome de se dupliquer interminablement en piratant les structures des cellules hôtes. La capside étant alors une sorte de cheval de Troie permettant à la particule virale se de fixer à la membrane de la cellule hôte pour ensuite pénétrer à l’intérieur (dans le cytoplasme et si nécessaire dans le noyau) afin de rejoindre les dispositifs essentiels permettant d’assurer deux tâches, d’abord répliquer le matériel génétique, ensuite synthétiser les protéines de la capsides qui une fois assemblées avec le génome dupliqué, formeront les particules virales amenées alors à s’extraire de la cellule pour investir un hôte supplémentaire. On peut dès lors proposer l’alternative protéocentrique en suggérant que le virus est une structure supramoléculaire (dotée parfois d’une élégance géométrique avec des motifs hélicoïdaux ou mieux encore, icosaédriques) qui cherche à se reproduire et qui pour ce faire, incorpore un fragment d’ARN (ou d’ADN) permettant la fabrication des protéines en parasitant le système de synthèse protéique logé dans le réticulum endoplasmique si l’hôte est une cellule eucaryote (certains virus ayant pour cible des procaryotes, autrement dit des bactéries).

Si l’on scrute attentivement le mécanisme des virus, on s’interroge en effet sur cette étrange connivence entre les protéines de la capside et les molécules portant l’information génique, que ce soit sous forme d’ADN ou d’ARN. Prenons le cas du virus A de la grippe. Une fois entré dans la cellule, les huit fragments d’ARN doivent pirater le système de traduction afin de synthétiser toutes les protéines nécessaires à la constitution à l’identique des nouvelles particules virales. Parmi ces protéines, l’une est essentielle, c’est la RNA polymérase, enzyme sans laquelle l’ARN viral ne pourrait se dupliquer pour que des virus complets soit formés pour ensuite quitter l’hôte et migrer ailleurs. Quand on connaît l’organisation extrêmement complexe du cytoplasme et de l’appareil ribosomal de traduction, associé au réticulum endoplasmique, on se demande comment tous les morceaux du virus peuvent se reconnaître pour s’assembler dans ce magma moléculaire où « nagent » des centaines d’ARN et des milliers de protéines. D’ailleurs, on se demande aussi comment cette complexité inouïe parvient à émerger dans la cellule. Ce qui laisse supposer la présence d’une sorte de guidage, une énergie cognitive ainsi que j’aime la nommer et pour appuyer cette suggestion, je m’orienterais vers l’hypothèse d’un calculateur quantique.

Ce regard nouveau porté sur le monde des virus incite donc à renverser l’hypothèse génocentrique en faisant des molécules supports de l’information génétique (ARN et ADN) les instruments des ensembles protéomiques. Ce regard ne change rien aux mécanismes découverts par la biologie moléculaire. C’est juste une manière de considérer le fait scientifique du point de vue des hiérarchies causales en suivant un horizon ontologique. Ce regard philosophique porté sur la virologie suggère qu’on se rappelle d’une vision sur l’existence présentant un parallélisme intéressant. La compréhension du destin selon les stoïciens romains est figurée avec l’image d’un homme poussant un chariot, lequel symbolise la destinée. L’homme qui suit son destin donne l’impression d’impulser au chariot une direction alors qu’il ne fait que pousser le chariot dans le sens voulu par celui-ci. Ce qui signifie que l’homme est l’instrument de son destin et que de plus, pour être complet dans le schéma stoïcien, l’homme est libre lorsqu’il connaît son destin. Cet aparté philosophique permet de comprendre le renversement ontologique consistant à faire de l’ADN l’instrument d’une sorte de finalité du vivant qui se détermine dans le protéome. Si cette vision est accordée à la réalité du vivant, alors ce ne sera ni plus ni moins qu’une révolution copernicienne en biologie. La vie ne s’organise pas autour de l’ADN mais c’est l’ADN qui se met au « service » du vivant. Reste à comprendre ce qu’est le vivant. Une option serait de concevoir comme une auto-organisation de formes moléculaires complexes en vue de la réalisation de fonctions vitales (gestion de l’énergie, déplacement, nutrition, reproduction). Le principe de l’hypothèse « protéocentrique », c’est que ce sont les protéines et non les gènes qui mènent la danse.

La biophysique des virus est un domaine fascinant. L’assemblage des protéines virales a montré que ces nanosystèmes moléculaires sont agencés avec des forces mécaniques puissantes, permettant la stabilité de l’édifice et que de plus, ces nanosystèmes possèdent des propriétés mécaniques comparables à ce qui a pu être observé pour les matériaux étudiés par la physique des milieux continus. D’ailleurs, des notions en usage dans cette discipline ont été transposées pour formaliser les propriétés physiques des assemblages viraux (W.H. Ross et al. Nature physics, 6, 733-743, 2010). Ces constats s’inscrivent dans le champ conceptuel tracé par les biologistes dont l’approche tente de dépasser le déterminisme génétique en reconnaissant l’importance des déterminismes systémiques associés aux processus biophysiques (voir par ex. Newman). D’autres données sur ces mystérieux virus montrent qu’il y a une sorte de logique inhérente à ces assemblages protéiques et nucléiques dont le comportement nous incite à penser qu’il y a au sein de cette matière formelle très élaborée des sortes de tactiques, de stratégies, voire même un type d’intention, celle de se dupliquer interminablement, en usant parfois de mutations génétiques. Des travaux récents ont pu établir un mode d’assemblage spécifique des éléments viraux avec une hiérarchisation dans les opérations (J.E. Baschek, BMC Biophysics, 5, 22-49, 2012). Il apparaît que cet assemblage effectué par étapes s’avère plus rapide et efficace qu’un assemblage exécuté directement et qui en général, produit des composés moléculaires dont les liens sont assez labiles, ce qui favorise la réorganisation. A l’inverse, les virus icosaédriques assemblés avec un plan de montage possèdent des liens plus forts qui concourent à la stabilité de l’enveloppe virale. Les processus permettant à la capside virale de se former sont donc à l’image des opérations effectuées sur une chaîne de montage automobile avec des éléments déjà assemblés que fournissent souvent les sous-traitants.

D’autres résultats dévoilent les aspects très « techniques » déployés par les virus pour atteindre leur « objectif ». Des stratégies virales ont été étudiées dans le contexte des infections croisées (H.C. Legget et al. Current Biology, 23, 1-4, 2013). Un virus est capable de modifier son comportement lorsqu’un « congénère » génétiquement distinct est présent dans l’hôte infecté. Ce qui suppose que le virus dispose d’aptitudes perceptives au niveau moléculaire, autrement dit d’un système de reconnaissance des formes, auquel s’ajoute un dispositif de stratégie dans le processus d’infection. L’interprétation classique consiste à penser que la sélection a favorisé le développement de ces parasites mais elle n’explique pas l’essence même des virus. Je pense que la sélection n’a fait que trier les plus performants de ces êtres nanométriques qui sont tous efficaces grâce à des processus ayant émergés à partir d’assemblages de matériel génétique et protéique capables de déployer des stratégies informationelles. D’autres études montrent les étonnantes capacités des virus lorsqu’ils ont repéré un hôte et qu’ils mettent en place des mécanismes nanotechnologiques pour pénétrer dans la cellule. Une équipe vient d’observer ces mécanismes en étudiant le virus T7 qui se comporte comme s’il « marchait » sur la membrane pour ensuite trouver un lieu de pénétration. C’est alors qu’il se transforme complètement, abandonnant quelques protéines de l’enveloppe pour permettre à l’ADN viral d’entrer dans la cellule afin de rejoindre les lieux lui permettant de répliquer son matériel génétique et de produire ensuite les protéines de la capside (B. Hu et al. Science, 2013).

En résumé, la mécanique des virus s’avère déterminée plus par les jeux de protéines que par le matériel génétique qui servirait alors de mémoire spécifique devenant opérationnelle lorsqu’elle est « lue » par les dispositifs de traitement de l’information du système hôte. L’enveloppe virale dispose d’un propre système d’interprétation. Alors, peut-être que le matériel génétique n’est que l’instrument du système global intégré dans la capside. Et que derrière tout cela semble se dessiner la présence d’un traitement algorithmique de l’information, comme cela a été suggéré à propos de l’origine du vivant (Walker et Davies). Comment les virus parviennent-ils à réaliser leurs prouesses ? Peut-être avec un calculateur bioquantique que pour l’instant, on ne parvient pas à concevoir mais qui pourrait aussi expliquer les origines du vivant. Les virus nous rapprochent des mystères de la vie mais l’entendement scientifique ne sait pas les entendre. C’est une question de finesse d’esprit. Un jour, les mystères des calculateurs quantiques seront élucidés.