Científicos descubren virus que secretamente gobiernan los océanos del mundo.

Los virus de ARN infectan organismos oceánicos influyentes.

Miles de virus misteriosos que se descubrieron recientemente acechando en los océanos del mundo pueden ejercer una gran influencia sobre los ecosistemas, en parte al «reprogramar» los anfitriones que infectan, informaron los científicos.

La nueva investigación, publicada el jueves (9 de junio) en la revista Science(se abre en una pestaña nueva), se centra en los virus que contienen ARN , un primo molecular del ADN. Los ejemplos de virus de ARN abundan en enfermedades humanas; por ejemplo, los coronavirus y los virus de la influenza están basados ​​en ARN. Sin embargo, cuando se trata de los virus de ARN en el océano, los científicos apenas están aprendiendo sobre la variedad que se puede encontrar y la variedad de huéspedes que pueden infectar.

Con base en el nuevo estudio, «estamos seguros de que la mayoría de los virus de ARN en el océano están infectando eucariotas microbianos, hongos y protistas y, en menor medida, invertebrados», dijo el coautor Guillermo Domínguez-Huerta, quien realizó un posdoctorado académico en ecología viral en la Universidad Estatal de Ohio (OSU) en el momento del estudio, dijo a WordsSideKick.com. Los eucariotas son organismos con células complejas que mantienen su material genético dentro de un núcleo. 

Estos huéspedes virales, a saber, hongos y protistas, que incluyen algas y amebas , extraen dióxido de carbono de la atmósfera y, por lo tanto, influyen en la cantidad de carbono que se almacena en el océano. Al infectar a estos organismos, los virus de ARN probablemente afecten la forma en que el carbono fluye a través del océano, dijo Steven Wilhelm, investigador principal del Grupo de Investigación de Ecología Microbiana Acuática de la Universidad de Tennessee Knoxville, que no participó en el nuevo estudio.

«Dada la abundancia de partículas de virus de ARN, saber que pueden hacer esto continúa construyendo la historia de cuán importantes son los virus en el mundo con respecto a cómo fluyen la energía y el carbono», dijo Wilhelm a WordsSideKick.com en un correo electrónico.

Virus, virus por todas partes 

A principios de este año, Domínguez-Huerta y sus colegas informaron haber encontrado más de 5500 virus de ARN no identificados previamente en los océanos del mundo. 

Para ese estudio, que se publicó el 7 de abril en la revista Science(se abre en una pestaña nueva), el equipo analizó 35.000 muestras de agua que habían sido recolectadas en 121 lugares en los cinco océanos por el Tara Oceans Consortium, un estudio global en curso que examina el impacto del cambio climático en los océanos. Estas muestras de agua estaban repletas de plancton, organismos diminutos que flotan en la corriente y que a menudo sirven como anfitriones de virus de ARN. Para detectar los virus dentro de este plancton, los investigadores analizaron todo el ARN en las células del plancton para encontrar un fragmento específico de código genético, llamado gen RdRp.

«Esa es la única… secuencia de codificación que es común a todos los virus de ARN», dijo Domínguez-Huerta, quien actualmente trabaja como consultora científica en una firma llamada Virosphaera; sin embargo, el gen RdRp está ausente en las células y otros tipos de virus. 

En última instancia, el equipo encontró tantos virus de ARN escondidos en el plancton que propusieron duplicar la cantidad de filos de virus de ARN, la amplia categoría taxonómica justo debajo del «reino», de cinco a 10 para clasificarlos a todos.

A partir de ahí, los investigadores querían comprender mejor cómo se distribuyen estos virus en todo el mundo y a qué hosts se dirigen. 

Los científicos determinaron que las comunidades virales podrían clasificarse en cuatro zonas principales: Ártico , Antártico, Templado y Tropical Epipelágico, lo que significa cerca de la superficie del océano, y Templado y Tropical Mesopelágico, lo que significa alrededor de 656 a 3280 pies (200 a 1000 metros) submarino. Curiosamente, la variedad de virus parecía más alta en las zonas polares, a pesar de que había una variedad más amplia de huéspedes para infectar en aguas más cálidas.  

«A los virus, cuando se trata de diversidad, realmente no les importa lo fría que esté el agua», dijo el coautor Ahmed Zayed, científico investigador del Departamento de Microbiología de la OSU. Este hallazgo sugiere que, cerca de los polos, es probable que muchos virus compitan por los mismos anfitriones, dijo Zayed a WordsSideKick.com.

Para identificar estos huéspedes virales, el equipo utilizó varias estrategias; por ejemplo, un método implicó comparar los genomas de los virus de ARN con huéspedes conocidos con los de los virus recién descubiertos, y otro implicó la búsqueda de fragmentos raros de ARN viral en los genomas de las células huésped, donde a veces pueden quedar fragmentos de ARN. Este análisis reveló que muchos de los virus de ARN en el océano infectan hongos y protistas, algunos infectan invertebrados y una fracción minúscula infecta bacterias . 

El equipo también descubrió inesperadamente que 95 de los virus portaban genes que habían «robado» de sus células anfitrionas, dijo Domínguez-Huerta. En el huésped, estos genes ayudan a dirigir los procesos metabólicos dentro de la célula. Este descubrimiento sugiere que los virus alteraron el metabolismo de sus anfitriones de alguna manera, probablemente para maximizar la producción de nuevas partículas virales, concluyeron los autores.

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Algunos estudios a menor escala habían insinuado esta capacidad de robo de genes en el pasado, anotó Domínguez-Huerta.

Después de identificar qué hospedadores probablemente infectan los virus oceánicos, el equipo determinó que alrededor de 1200 de los virus podrían estar involucrados en la exportación de carbono, el proceso mediante el cual el carbono se extrae de la atmósfera, se incorpora a los organismos marinos y luego se «exporta» a las profundidades del mar. a medida que esos organismos se hunden en el lecho marino después de la muerte. 

Según el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey , cuanto más se hundan estas reservas de carbono, más tiempo permanecerán almacenadas en el océano antes de volver a la atmósfera.(se abre en una pestaña nueva). Por esta razón, la exportación de carbono es un factor importante que los científicos incorporan en los modelos de cambio climático. El nuevo estudio sugiere que la infección de organismos marinos por virus de ARN puede ser otro factor, previamente no reconocido, que impulsa el flujo de carbono en los océanos, ya que los virus alteran la actividad celular de los huéspedes que infectan. 

Los virus de ARN también pueden impulsar el flujo de carbono al dividir a sus anfitriones y derramar el carbono secuestrado en el océano, dijo Wilhelm, ya que los virus a menudo salen de sus anfitriones después de replicarse rápidamente dentro de ellos.

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