Los virus tienen una presencia ubicua en el mundo. Su población se estima en 10 31 , 10 veces mayor que el nonillion 10 30 de microbios en el planeta: una cifra que supera el número de estrellas en la Vía Láctea.Los virus gigantes se caracterizan por genomas y viriones desproporcionadamente grandes que albergan el material genético de los virus.Pueden codificar varios genes potencialmente involucrados en la biosíntesis de proteínas, una característica única que ha llevado a hipótesis divergentes sobre los orígenes de estos virus.Pero después de descubrir un grupo novedoso de virus gigantes con un conjunto más completo de genes de maquinaria de traducción que cualquier otro virus conocido hasta la fecha, los científicos del Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía de EE. UU. DOE JGI, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE, creenque este grupo denominado "Klosneuviruses" aumenta significativamente nuestra comprensión de la evolución viral.
Los huéspedes predichos para los Klosneuviruses son protistas microorganismos eucariotas unicelulares que contienen núcleos y aunque sus impactos directos sobre los protistas aún no se han resuelto, se cree que estos virus gigantes tienen un gran impacto en estos protistas que ayudanregular los ciclos biogeoquímicos del planeta. DOE JGI publicó los hallazgos en la revista ciencia el 7 de abril de 2017 con colaboradores de los Institutos Nacionales de Salud, la Universidad de Viena y CalTech.
"El descubrimiento presenta la evolución del virus para nosotros de nuevas maneras, ampliando enormemente nuestra comprensión de cuántos genes esenciales del huésped pueden capturar los virus durante su evolución", dijo el biólogo evolutivo y computacional de los Institutos Nacionales de Salud Eugene Koonin, coautor del estudio cuyoEl laboratorio colaboró con DOE JGI en el análisis del genoma de Klosneuvirus. "Dado que la síntesis de proteínas es una de las características más destacadas de la vida celular, muestra que estos nuevos virus son más 'similares a las células' que cualquier virus que alguien haya visto antes".
Los científicos han estado fascinados por los virus gigantes desde 2003, cuando un grupo de biólogos franceses liderados por Didier Raoult descubrió los Mimivirus. Desde entonces, se han encontrado un puñado de otros grupos de virus gigantes. La capacidad única entre ellos para codificar proteínas involucradas enla traducción típicamente ADN a ARN a proteína despertó el interés de los investigadores en cuanto al origen de los virus gigantes. Desde entonces, han surgido dos hipótesis evolutivas. Una postula que los virus gigantes evolucionaron de una célula antigua, quizás una de un cuarto dominio celular extintootro escenario, defendido por Koonin, presenta la idea de que los virus gigantes surgieron de virus más pequeños.
El descubrimiento del Klosneuvirus respalda la última idea, según Tanja Woyke, líder del Programa de Genómica Microbiana DOE JGI y autora principal del artículo. "En este escenario, un virus más pequeño infectó diferentes hospedadores eucariotas y recogió genes que codifican componentes de maquinaria de traducción defuentes independientes durante largos períodos de tiempo a través de la adquisición gradual ", dijo.
A primera vista, el conjunto de genes "celulares" en Klosneuvirus parecía tener un origen común, pero al analizarlos en detalle, el equipo de investigación observó que provenían de diferentes huéspedes. De los árboles evolutivos que construyó el equipo, notaron quefueron adquiridos por los virus poco a poco, en diferentes etapas de su evolución. Los genes de Klosneuvirus contenían enzimas aminoacil-tRNA ácido ribonucleico de transferencia con especificidad para 19 de 20 aminoácidos, junto con más de 20 tRNA y una serie defactores de traducción y enzimas modificadoras de tRNA: un hallazgo sin precedentes entre todos los virus, incluidos los virus gigantes previamente conocidos.
El investigador postdoctoral JGI Frederik Schulz y Woyke desenterraron el Klosneuvirus mientras analizaban los datos de la secuencia de microcolonia de una muestra de planta de tratamiento de aguas residuales en Klosterneuburg, Austria. Estos datos se generaron bajo un proyecto del Programa de Ciencia Comunitaria CSP DOE JGI centrado en la diversidad de bacterias nitrificantes paraconvirtiendo amoníaco en nitrato en el tratamiento de residuos industriales y de aguas residuales. "Esperábamos secuencias del genoma de bacterias nitrificantes en los datos de la secuencia de microcolonia", dijo Woyke. "Encontrar un genoma de virus gigante llevó el proyecto a una dirección completamente nueva e inesperada, pero muy emocionante."
Cuando Schulz, el primer autor del estudio, notó que varios de los metagenomas eran de origen viral, él y Woyke realizaron análisis para determinar su fuente. Descubrieron que el grupo de Klosneuvirus provenía de un nuevo linaje viral afiliado a Mimivirus.
"Los datos de la secuencia minera en el sistema integrado de genomas y microbiomas microbianos del DOE JGI, que alberga miles de metagenomas, nos permitieron encontrar parientes evolutivos de nuestro Klosneuvirus", dijo Schulz. Señala que si bien el descubrimiento metagenómico de Klosneuviruses ayudó a responder importantes preguntas evolutivas, la función biológica real de los genes del sistema de traducción sigue siendo esquiva, al menos hasta que estos virus crezcan en el laboratorio junto con sus huéspedes
Y Koonin cree que hay más virus gigantes esperando ser descubiertos en los datos metagenómicos. "Estoy bastante seguro de que el registro actual del tamaño del genoma de los virus gigantes se romperá", dice. "Vamos a ver elverdaderos Goliat del mundo de los virus gigantes "
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Materiales proporcionado por DOE / Instituto Conjunto del Genoma . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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