Las esponjas forman un extenso filo animal con más de 7.500 especies en todo el mundo, que se encuentran en una amplia gama de hábitats en el océano. Una característica especial de este filo animal es su capacidad para filtrar el agua de mar, a través de la cual estos organismos obtienen su alimento.por lo tanto, ciertas especies de esponjas pueden mover hasta 24,000 litros a través de su cuerpo por día. El agua de mar circundante contiene una amplia gama de virus: en promedio, un mililitro de agua contiene 10 millones de virus.Por lo tanto, la rica proliferación de virus en el océano podría sugerir que las esponjas marinas pueden tener una composición viral similar a la del agua circundante.
Investigadores del Centro de Investigación Colaborativa CRC 1182 "Origen y Función de los Metaorganismos" en la Universidad de Kiel CAU y el Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación del Océano Kiel ahora han demostrado sorprendentemente que las esponjas poseen una firma de secuencia viral muy específica es decir,virome, que es notablemente único incluso para los individuos de una especie determinada. Ciertos bacteriófagos, es decir, virus que atacan a las bacterias, pueden modular aún más el sistema inmunitario del huésped y así proteger a los simbiontes bacterianos de ser digeridos.Por sus propiedades patógenas, los nuevos hallazgos de la investigación ahora también demuestran una influencia positiva de los bacteriófagos en la interacción de los organismos huéspedes con las bacterias. Los resultados se obtuvieron a través de la cooperación internacional entre tres países, incluidos investigadores de las universidades de Würzburg, Barcelona y Utrecht.estudio publicado hoy en la revista célula huésped y microbio por lo tanto, arroja nueva luz sobre la simbiosis entre organismos multicelulares y sus comunidades microbianas, que pueden estar regulados por bacteriófagos en una relación tripartita.
Un microcosmos inexplorado
Para analizar la composición de la comunidad viral de esponjas, los investigadores examinaron cuatro especies diferentes de esponjas de una ubicación definida en el Mar Mediterráneo. En cada caso, compararon entre sí numerosos individuos y diferentes tejidos de la misma especie."Contrariamente a nuestra suposición original, cada individuo de esponja tiene su propio viroma único, incluso cuando vive uno al lado del otro". Por lo tanto, no hay dos esponjas iguales con respecto a su comunidad viral ", resumió Martin T. Jahn, investigador doctoral enGEOMAR e investigador de carrera temprana en el CRC 1182. "La composición del viroma, por lo tanto, no está determinada principalmente por el entorno o la exposición del tejido al agua circundante, sino que está definida por factores internos", dijo el primer autor del estudio.estudio, que colaboró con otros investigadores de carrera temprana de cuatro grupos de trabajo en el CRC 1182.
Notablemente, los virus descubiertos en las esponjas eran en gran parte desconocidos. "Hemos encontrado casi 500 nuevos géneros de virus en nuestras muestras", enfatizó Jahn. "Estos virus son completamente nuevos y posiblemente solo ocurren en esponjas y en ningún otro lugar de la naturaleza", dijo Jahn. Este orden de magnitud muestra que el estudio de la diversidad viral recién comienza.
El huésped animal, las bacterias y los fagos interactúan entre sí
Las diferencias observadas entre las comunidades virales de esponjas y las del agua de mar provocaron la pregunta de si los virus de esponja tienen funciones específicas. El equipo investigador investigó los inventarios de genes virales y descubrió genes que son similares a los de los organismos multicelulares, donde son responsables deinteracciones de ciertas proteínas. "Este sorprendente resultado despertó nuestro interés especial", dijo Ute Hentschel Humeida, miembro de CRC 1182 y profesor de microbiología marina en GEOMAR. "Queríamos entender por qué los bacteriófagos tienen un gen que codifica una proteína, lo que preferimosesperar en organismos multicelulares ", continuó Hentschel Humeida.
Para investigar el papel de esta llamada proteína ANKp, examinaron su impacto en un sistema modelo: expresaron la proteína en la bacteria Escherichia coli e investigaron su efecto en ciertas células carroñeras macrófagos que se encuentran en el sistema inmunesistema de vertebrados. El resultado apunta a un papel central de la proteína ANKp: causó que E. coli sea significativamente menos destruida por las células carroñeras. Sorprendentemente, la proteína aparentemente permite que los bacteriófagos interactúen con el huésped animal, ya que regula negativamentela respuesta inmune del huésped, lo que protege a las bacterias de la digestión. Por lo tanto, los científicos sugieren que los bacteriófagos son parte de una interacción tripartita del organismo huésped, las bacterias y los bacteriófagos, donde proporcionan mecanismos para mantener la coexistencia simbiótica.
¿Extensión del concepto de simbiosis?
Los investigadores del CRC 1182 interpretan los nuevos resultados como una contribución nueva e importante de los bacteriófagos a las simbiosis de los organismos hospedantes multicelulares y sus socios microbianos ". Sospechamos que los bacteriófagos son actores importantes en la interacción entre los organismos hospedadores multicelulares, incluyendohumanos y bacterias ", resumió Martin T. Jahn." Las proteínas virales como ANKp pueden incluso permitir esta interacción de huéspedes y bacterias en primer lugar, porque permiten que las bacterias evadan el sistema inmune del huésped ", continuó Jahn"El concepto fundamental de simbiosis, por lo tanto, puede entenderse como una interacción entre tres partes", concluyó Hentschel Humeida. En el futuro, Hentschel Humeida y su equipo investigarán más esta hipótesis, que es de importancia central para la investigación de metaorganismos, y confirmarán la funcionalidadparticipación de bacteriófagos en simbiosis huésped-microbio.
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Materiales proporcionado por Universidad de Kiel . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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