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 polymérase répliquant 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 “ relire ” 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 développer une 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 de l’évolution en comparant les séquences génomiques. Une application pratique importante de ces analyses est l’étude de l’évolution des virus pathogènes. Le séquençage des génomes 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 causant des maladies respiratoires graves chez l’homme. En comparant les mutations dans les virus isolés de l’homme et de plusieurs espèces aviaires, les chercheurs ont pu démontrer que l’ancêtre de cette souche grippale provenait probablement des populations de canards domestiques chinois avant d’être 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 autre souche de grippe aviaire qui peut probablement infecter les humains. Ces travaux montrent comment les analyses évolutives des mutations peuvent fournir des informations essentielles aux épidémiologistes pendant une épidémie.