El organismo más común en los océanos, y posiblemente en todo el planeta, es una familia de bacterias marinas unicelulares llamadas SAR11. Estos organismos a la deriva se ven como pequeñas gominolas y han evolucionado para competir con otras bacterias por los escasos recursos en los océanos.
Ahora sabemos que este grupo de organismos prospera a pesar de, o tal vez por, la capacidad de albergar virus en su ADN. Un estudio publicado en mayo en Microbiología de la naturaleza podría conducir a una nueva comprensión de las estrategias de supervivencia viral.
Los oceanógrafos de la Universidad de Washington descubrieron que las bacterias que dominan el agua de mar, conocida como Pelagibacter o SAR11, albergan un virus único. El virus es de un tipo que pasa la mayor parte del tiempo inactivo en el ADN del huésped pero ocasionalmente entra en erupción 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", dijo el co-autor principal Robert Morris, profesor asociado de oceanografía de la Universidad de Washington. "Sospechamos que probablemente sea común, omás común de lo que pensábamos, nunca lo habíamos visto "
La estrategia de supervivencia en dos frentes de este virus difiere de otras similares que se encuentran en otros organismos. El virus acecha en el ADN del huésped y se copia a medida que las células se dividen, pero por razones aún poco conocidas, 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 multiplique y divida o lise la célula, un porcentaje mucho mayor que para la mayoría de los virus que habitan en el genoma de un huésped. Esto produce una gran cantidadde virus libres y podría ser clave para su supervivencia.
"Hay 10 veces más virus en el océano que bacterias", dijo Morris. "Comprender cómo se mantienen esos grandes números es importante. ¿Cómo sobrevive un virus? Si matas a tu huésped, ¿cómo encuentras a otro huésped?antes de degradarte? "
El estudio podría impulsar una investigación básica que podría ayudar a aclarar las interacciones virus-huésped en otros entornos.
"Si estudia un sistema en bacterias, que es más fácil de manipular, puede ordenar los mecanismos básicos", dijo Morris. "No es demasiado difícil decir que eventualmente podría ayudar en aplicaciones biomédicas".
El grupo de oceanografía de la UW 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 la últimatécnicas genéticas
La coautora principal, Kelsy Cain, recolectó muestras de la costa de Oregon 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, paraorganismos que prefieren existir en el agua de mar.
El equipo luego secuencia el ADN de esta cepa en el centro de secuenciación UW PacBio en Seattle.
"En el pasado obtuvimos un genoma completo, primer intento", dijo Morris. "Este no hizo eso, y fue confuso porque es un genoma muy pequeño".
Los investigadores encontraron que un virus estaba complicando la tarea de secuenciar el genoma. Luego descubrieron que un virus no estaba solo en esa cepa única.
"Cuando fuimos a cultivar el cultivo de control NP2, he aquí, había otro virus. Fue sorprendente cómo no se podía escapar de un virus", dijo Cain, quien se graduó en 2019 con una licenciatura en oceanografía de la UWy ahora trabaja en un laboratorio de investigación de UW.
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 podríanayudar a otros SAR11 a mantener su ventaja competitiva en condiciones pobres en nutrientes.
"Queremos entender cómo ha contribuido eso a la evolución y la ecología de la vida en los océanos", dijo Morris.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington . Original escrito por Hannah Hickey. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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