Les entitats biològiques oceàniques més petites, els virus, apart de molt abundants, són molt més diversos del que es pensava i són mitjancers i moduladors de funcions biogeoquímiques oceàniques essencials.
Així ho demostra un treball en el que han participat investigadors de l’Institut de Ciències del Mar, i que està liderat per la Ohio State University (EE.UU) . EL treball es publica avui a la revista Nature.
Les entitats biològiques oceàniques més petites, els virus, apart de molt abundants, són molt més diversos del que es pensava i són mitjancers i moduladors de funcions biogeoquímiques oceàniques essencials.
Així ho demostra un treball en el que han participat investigadors de l’Institut de Ciències del Mar, i que està liderat per la Ohio State University (EE.UU) . EL treball es publica avui a la revista Nature.
El treball ha estat possible gràcies a les mostres recollides per les expedicions Tara Oceans i Malaspina-2010, que van fer la volta al món estudiant els oceans. Els investigadors van recollir mostres de l’oceà Atlàntic, Pacífic, Índic i Mediterrani, des de la superfície fins als 4.000 metres de fondària. A partir de les mostres, van concentrar els virus i van utilitzar eines bioinformàtiques per analitzar-les.
“Hem aconseguit reconstruir i catalogar una gran quantitat de virus genèticament diferents que s’agrupen en grups que comparteixen propietats similars”, explica Simon Roux, del laboratori del professor Matthew Sullivan, a la Ohio State University, que ha liderat el treball. “Aquesta feina no només ha produït un catàleg relativament complert dels virus oceànics sino que també revela nous mecanismes amb els quals els virus modulen els gasos d’efecte hivernacle i l’energia als oceans”, diu Matt Sullivan.
867 tipus de virus
El treball utilitza les eines de la metagenòmica i la bioinformàtica per unir els fragments d’àcids nucleics de les mostres com si fossin un trencaclosques, de manera que es genera un “virioma de l’oceà” dels virus de ADN de doble cadena representen 15.222 poblacions virals que es poden agrupar en, com a mínim, 867 grups amb propietats similars, i ben diferents els uns dels altres.
“Això triplica el nombre de virus oceànics coneguts”, afirma Silvia G. Acinas, investigadora de l’ICM i que va participar a les dues expedicions. “D’aquests 867 grups, 38 són abundants i comprenen la major part de virus oceànics. I dos terços de les 15.222 poblacions es descriuen per primer cop en aquest treball”.
“Aquests resultats serviran per entendre millor el paper dels virus en les xarxes tròfiques microbianes”, diu Dolors Vaqué, també investigadora de l’ICM i coordinadora de la recerca en virus a l’expedició Malaspina.
Els virus transporten gens funcionals entre cèl·lules
Un altre aspecte interessant és que en els genomes dels virus s’han detectat diversos centenars de gens funcionals, que tenen un paper biogeoquímic a l’oceà. Probablement, aquests gens provenen dels hostes dels virus, els quals traslladen els gens d’uns hostes a uns altres.
Cada vegada que un virus infecta una cèl·lula de l’oceà, a més de la infecció, li pot aportar gens nous. D’aquesta forma, els virus “intervenen en els cicles del nitrogen i del sofre, probablement modulant el funcionament d’aquests cicles a l’oceà”, diu Josep M Gasol, investigador de l'ICM i coordinador de la recerca en microorganismes a l’expedició Malaspina.
“Fa només deu anys era impensable poder fer aquesta mena de catàleg amb mostres de tot el món. Molts investigadors d’arreu estan descrivint com els microbis afecten els nostres cossos, el sòl, l’aire i els oceans. A mesura que augmentem la nostra capacitat d’estudiar els virus, ens adonem que juguen un paper essencial en moltes de les funcions microbianes de l’oceà. Les eines desenvolupades al nostre laboratori són molt útils per entendre això, i les eines i les dades presentades seran essencials per a d’altres investigadors”, diu Matt Sullivan, coordinador del treball.
El catàleg dels virus oceànics que es presenta en aquest treball a la revista Nature, serà útil per a la integració dels virus en models dels ecosistèmics oceànics on tenen un paper essencial en els cicles de nutrients i en les xarxes tròfiques.
Article:
Roux, S., J. R. Brum, B. E. Dutilh, S. Sunagawa, M. B. Duhaime, A. Loy, B. T. Poulos, N. Solonenko, E. Lara, J. Poulain, S. Pesant, S. Kandels-Lewis, C. Dimier, M. Picheral, S. Searson, C. Cruaud, A. Alberti, C. M. Duarte, J. M. Gasol, D. Vaqué, Tara Oceans Coordinators, P. Bork, S. G. Acinas, P. Wincker, M. B. Sullivan. 2016. Ecogenomics and potential biogeochemical impacts of uncultivated globally abundant ocean viruses. Nature doi:10.1038/nature19366
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature19366.html