Los organismos oceánicos más comunes albergan virus en su ADN

El grupo más común de organismos en el océano y quizás en todo el planeta prospera a pesar de, o quizás debido a, la capacidad de albergar virus en su ADN, informan investigadores.


Los virus, de color naranja, unidos a una vesícula de membrana de la bacteria marina SAR11, de color gris, que fue el tema de este estudio. Morris et al. / Nature Microbiology

Parte de la familia de bacterias marinas unicelulares llamada SAR11, han evolucionado para competir con otras bacterias por la escasez de recursos en los océanos.


Los hallazgos, publicados en Nature Microbiology, podrían conducir a una nueva comprensión de las estrategias de supervivencia viral, según los investigadores.


Los oceanógrafos descubrieron que las bacterias que dominan el agua de mar, conocida como Pelagibacter o SAR11, albergan un tipo único de virus que pasa la mayor parte del tiempo inactivo en el ADN de su huésped, pero ocasionalmente despiertan para infectar otras células, potencialmente llevando consigo parte del material genético de su huésped.


“Muchas bacterias tienen virus que existen en sus genomas. Pero la gente no los había encontrado en los organismos más abundantes del océano ", dice el coautor principal Robert Morris, profesor asociado de oceanografía en la Universidad de Washington. "Sospechamos que es probable que sea común, o más común de lo que pensábamos, simplemente nunca lo habíamos visto".


ESTRATEGIA DE SUPERVIVENCIA DE VIRUS


La estrategia de supervivencia en dos frentes de este virus difiere de otras similares que se encuentran en otros organismos. El virus está al acecho en el ADN del huésped y se copia a medida que las células se dividen, pero por razones que aún no se conocen bien, también se replica y se libera de otras células.


El nuevo estudio muestra que hasta el 3% de las células SAR11 pueden hacer que el virus se multiplique y divida o lise la célula, un porcentaje mucho mayor que para la mayoría de los virus que habitan el genoma de un huésped. Esto produce una gran cantidad de virus libres y podría ser clave para su supervivencia.


"Hay 10 veces más virus en el océano que bacterias ", dice Morris. “Comprender cómo se mantienen esos grandes números es importante. ¿Cómo sobrevive un virus? Si matas a tu anfitrión, ¿cómo encuentras otro anfitrión antes de degradarte?

Pelagibacter, o SAR11, es una bacteria unicelular que sobrevive del carbono disuelto en todos los océanos. Constituye una de cada cuatro celdas en la superficie del océano.
Pelagibacter o SAR11

El estudio podría impulsar una investigación que podría ayudar a aclarar las interacciones virus-huésped en otros entornos.


"Si estudias un sistema en bacterias, que es más fácil de manipular, entonces puedes resolver los mecanismos básicos", dice Morris. "No es demasiado difícil decir que eventualmente podría ayudar en aplicaciones biomédicas".


El mismo grupo de oceanografía había publicado un artículo anterior en 2019 que analizaba cómo el fitoplancton marino, incluido el SAR11, usa azufre. Eso permitió a los investigadores cultivar dos nuevas cepas del organismo que habita en el océano y analizar una cepa, NP1, con las últimas técnicas genéticas.


El otro coautor principal, Kelsy Cain, recolectó muestras de la costa de Oregón durante un crucero de investigación en julio de 2017. Diluyó el agua de mar varias veces y luego usó una sustancia que contiene azufre para cultivar las muestras en el laboratorio, un proceso difícil para los organismos que prefieren existir en el agua de mar.


El equipo luego secuenciar el ADN de esta cepa en el centro de secuenciación PacBio de la Universidad de Washington en Seattle.


"En el pasado obtuvimos un genoma completo, en el primer intento", dice Morris. "Este no resultó igual, y fue confuso porque es un genoma muy pequeño".



NO PUEDO ESCAPAR DE UN VIRUS



Los investigadores encontraron que un virus estaba complicando la tarea de secuenciar el genoma. Luego descubrieron que el virus no estaba solo en esa cepa.


“Cuando fuimos a crecer el cultivo de control NP2, observamos que había otro virus. Fue sorprendente cómo no se podía escapar de un virus ", dice Cain, quien se graduó en 2019 con una licenciatura en oceanografía y ahora trabaja en un laboratorio de investigación de la Universidad de Washington.


Los experimentos de Cain mostraron que el cambio del virus a células que se replican y explotan es más activo cuando las células se ven privadas de nutrientes, lisando hasta el 30% de las células huésped. Los autores creen que los genes bacterianos que se enganchan con los virus podrían ayudar a otros SAR11 a mantener su ventaja competitiva en condiciones pobres en nutrientes.


"Queremos entender cómo eso ha contribuido a la evolución y la ecología de la vida en los océanos", dice Morris.


Otros coautores son de la Universidad de Washington. La Fundación Nacional de Ciencias y el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de los Institutos Nacionales de Salud financiaron el trabajo.





Fuente: futurity.org, University of Washington


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