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16.7: Mutations virales
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16.7: Viral Mutations

16.7: Mutations virales

A mutation is a change in the sequence of bases of DNA or RNA in a genome. Some mutations occur during replication of the genome due to errors made by the polymerase enzymes that replicate DNA or RNA. Unlike DNA polymerase, RNA polymerase is prone to errors because it is not capable of “proofreading” its work. Viruses with RNA-based genomes, like HIV, therefore accrue mutations faster than viruses with DNA-based genomes. Because mutation and recombination provide the raw material for adaptive evolution, RNA-based viruses can quickly evolve resistance to antiviral drugs.

Comparing Mutations Allows Us to Reconstruct Evolution

A major goal in modern biology is to reveal evolutionary history by comparing genome sequences. An important practical application of these analyses is the study of evolution in disease-causing viruses. Genome sequencing has become so rapid and inexpensive that it is now possible to investigate the origins and ongoing evolution of viruses during a disease outbreak.

For example, in 2013, a new strain of avian influenza called H7N9 emerged in China that caused severe respiratory illness in humans. By comparing the mutations in viruses isolated from humans and several bird species, researchers were able to show that the ancestor of this flu strain probably originated in Chinese domestic duck populations before it was transmitted to chickens. The ancestral strain subsequently recombined with other bird viruses to generate the H7N9 strain that infected humans. These analyses identified live poultry markets as the likely source of human infections. Furthermore, while investigating the evolution of the H7N9 strain, researchers found an additional strain of avian flu that can likely infect humans. This work demonstrates how evolutionary analyses of mutations can provide critical information to epidemiologists during an epidemic.

Une mutation est un changement dans la séquence des bases de l’ADN ou de l’ARN dans un génome. Certaines mutations se produisent lors de la réplication du génome en raison d’erreurs commises par les enzymes de la polymérase qui reproduisent l’ADN ou l’ARN. Contrairement à la polymérase de l’ADN, la polymérase d’ARN est sujette à des erreurs parce qu’elle n’est pas capable de « reluer » son travail. Les virus avec des génomes basés sur l’ARN, comme le VIH, accumulent donc des mutations plus rapidement que les virus avec des génomes basés sur l’ADN. Parce que la mutation et la recombinaison fournissent la matière première pour l’évolution adaptative, les virus à base d’ARN peuvent rapidement évoluer la résistance aux médicaments antiviraux.

Comparer les mutations nous permet de reconstruire l’évolution

Un objectif majeur dans la biologie moderne est de révéler l’histoire évolutionnaire en comparant les séquences du génome. Une application pratique importante de ces analyses est l’étude de l’évolution des virus pathogènes. Le séquençage du génome est devenu si rapide et peu coûteux qu’il est maintenant possible d’étudier les origines et l’évolution continue des virus au cours d’une épidémie.

Par exemple, en 2013, une nouvelle souche de grippe aviaire appelée H7N9 a émergé en Chine qui a causé des maladies respiratoires graves chez l’homme. En comparant les mutations dans les virus isolés de l’homme et de plusieurs espèces d’oiseaux, les chercheurs ont pu démontrer que l’ancêtre de cette souche grippale provenait probablement des populations de canards domestiques chinois avant qu’elle ne soit transmise aux poulets. La souche ancestrale s’est ensuite recombinée à d’autres virus aviaires pour générer la souche H7N9 qui a infecté les humains. Ces analyses ont identifié les marchés de volailles vivantes comme la source probable d’infections humaines. En outre, tout en étudiant l’évolution de la souche H7N9, les chercheurs ont trouvé une souche supplémentaire de grippe aviaire qui peut probablement infecter les humains. Ces travaux montrent comment les analyses évolutives des mutations peuvent fournir des informations critiques aux épidémiologistes pendant une épidémie.


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