Los océanos no solo albergan grandes depredadores como tiburones u orcas. Incluso en el ámbito de la microscopía, algunas especies unicelulares consumen otras. Los choanoflagelados pertenecen a estos depredadores unicelulares. Están muy extendidos en el océano y comen bacterias y pequeñas algas. Los choanoflagelados sonconsiderado entre los parientes unicelulares vivos más cercanos de los animales y puede hacer la transición a un estado multicelular. Por esa razón, a menudo se los estudia para comprender cómo surgieron los organismos multicelulares como nosotros.
Ahora, un equipo de científicos dirigido por la profesora Alexandra Z. Worden Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación del Océano en Kiel, Alemania / Monterey Bay Aquarium Research Institute, MBARI, EE. UU. Ha proporcionado las primeras ideas sobre la interacción entre los choanoflagelados y los virus.En un esfuerzo intensivo de varios años, el equipo pudo detectar el genoma de un virus gigante en estos depredadores unicelulares. El virus tenía un tamaño del genoma y números de genes comparables a las bacterias pequeñas. Más sorprendente que el tamaño del genoma fueron las numerosas funciones que codifica ytrae al anfitrión. El estudio acaba de ser publicado en la revista internacional Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Para el estudio, los científicos salieron al mar repetidamente con instrumentación de alta tecnología y con el objetivo de observar todos los organismos unicelulares depredadores en el agua utilizando un sistema de visualización basado en láser. Luego separaron individualmente estas células de otros microbios en un procesollamado clasificación unicelular. "Cada depredador individual de la naturaleza fue secuenciado, y los tipos unicelulares de una muestra del Océano Pacífico estaban dominados por una especie no cultivada de choanoflagelado", explica el profesor Worden.
En las mismas células, el Dr. David Needham, un investigador postdoctoral en el Laboratorio Worden y coautor del informe, encontró la secuencia del genoma de un virus. Mostró que notablemente el virus codifica genes para proteínas de rodopsina microbiana y pigmentos asociados, un conjunto de genes que no se habían visto juntos antes en un virus. Otros tipos de sistemas de rodopsina son conocidos por ser responsables de la detección de luz en los ojos de los vertebrados y muchos otros animales.
Mientras que el equipo de GEOMAR / MBARI y los colaboradores de los EE. UU., Canadá y el Reino Unido se centraron en los descubrimientos basados en el genoma junto con la biología evolutiva y la distribución del virus, un equipo colaborador ubicado en la Universidad de Tokio, Centro RIKEN de Investigación de Dinámica de Biosistemasy otras instituciones japonesas dirigieron estudios que generaron la estructura cristalina de la proteína y demostraron que actúa como una bomba de protones impulsada por la luz.
"Tomados en conjunto, esto significa que el huésped, que es un consumidor depredador al igual que muchos animales, usa la luz solar cuando está infectado por el virus", subraya el profesor Worden. Los investigadores también ampliaron el conocimiento sobre la distribución de estos genes en virus gigantes enlos océanos, y demostraron que las proteínas de rodopsina probablemente tienen muchas funciones especializadas en las células eucariotas, tanto el fitoplancton como los depredadores unicelulares. Sin embargo, debe aclararse el papel exacto del virus en la célula huésped ". ¿Es para la transferencia de energía? O¿una nueva capacidad de detección de la luz, tal vez la motilidad u otros comportamientos ?, "el profesor Worden resume esto como preguntas abiertas importantes.
El estudio realizado por el equipo y los colaboradores de Worden es uno de los dos informes de científicos de GEOMAR que acaban de publicar sobre el papel de los virus en los ecosistemas marinos. En otro estudio notable que emplea un conjunto de métodos innovadores en el marco del Centro de Investigación Colaborativa 1182 "Metaorganismos"El grupo de investigación del profesor Ute Hentschel Humeida publicó los resultados que muestran la complicada relación entre las bacterias, los virus que infectan a las bacterias bacteriófagos y las esponjas marinas. Descubrieron que incluso los animales de esponja vecinos, aunque filtran masivamente el mismo agua de mar para capturar partículas de alimentos, albergan individuos únicos ycomunidades virales específicas de la especie. "Cada individuo de esponja tiene su propio viroma único que es distinto del de las esponjas vecinas", dice el primer autor Martin T. Jahn. Un grupo abundante de bacteriófagos en esponjas dota a las bacterias simbióticas de proteínas que permiten que las bacterias escapenRespuestas inmunes de la esponja del huésped.Se encuentra que los ges están muy extendidos en diversos entornos asociados con el huésped, incluido el humano.
"Juntos, estos dos estudios muestran que solo hemos comenzado a comprender el papel de los virus en los ecosistemas marinos, pero también para la vida en la tierra en general. La investigación sobre la diversidad viral marina - y su significado funcional para los procesos del ecosistema son simplementeal principio, "el Prof. Hentschel Humeida de GEOMAR resume". El poder de estos dos estudios "enfatiza al Prof. Worden" es que han aclarado las principales características nuevas de las interacciones entre el virus y el huésped en la naturaleza, trayendo el estado de la-tecnologías y metodologías artísticas para estudiar organismos marinos no cultivados pero generalizados. Esto abre nuevas puertas para comprender las comunidades marinas, cómo interactúan y cómo están reguladas, factores que son de suma importancia a medida que intentamos comprender cómo cambiarán las comunidadesen el futuro."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro Helmholtz de Investigación del Océano Kiel GEOMAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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