Un trabajo eleva a 867 el número de tipos de virus conocidos que viven en los océanos, y aporta nuevos datos sobre su relevancia ecológica. También hallan en los virus muchos genes funcionales con papel biogeoquímico en el océano, y que probablemente son transportados por los virus de una célula a otra. El nuevo catálogo de virus oceánicos se ha publicado en Nature.
Las entidades biológicas oceánicas más pequeñas, los virus, aparte de muy abundantes, son mucho más diversos de lo que se pensaba, y son mediadores y moduladores de funciones biogeoquímicas oceánicas esenciales.
Así lo demuestra un trabajo en el que han participado investigadores del Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona (ICM), del CSIC, y que está liderado por la Ohio State University (EE.UU). El trabajo se publica hoy en la revista Nature.
El trabajo ha sido posible gracias a las muestras recogidas por las expediciones Tara Oceans y Malaspina-2010, que dieron la vuelta al mundo estudiando los océanos. Los investigadores recogieron muestras del océano Atlántico, Pacífico, Índico y Mediterráneo, desde la superficie hasta los 4.000 metros de profundidad. A partir de las muestras recogidas, concentraron los virus y utilizaron herramientas bioinformáticas para analizarlas.
"Hemos logrado reconstruir y catalogar una gran cantidad de virus genéticamente diferentes que se agrupan en grupos que comparten propiedades similares", explica Simon Roux, del laboratorio del profesor Matthew Sullivan, en la Ohio State University, que ha liderado el trabajo. "Este trabajo no sólo ha generado un catálogo relativamente completo de los virus oceánicos sino que también revela nuevos mecanismos con los que cuales los virus modulan los gases de efecto invernadero y la energía en los océanos", dice Matt Sullivan.
867 tipos de virus
El trabajo utiliza las herramientas de la metagenómica y la bioinformática para unir los fragmentos de ácidos nucleicos de las muestras como si fueran un rompecabezas, con lo que se genera un "virioma del océano" de los virus de ADN de doble cadena representan 15.222 poblaciones virales que se pueden agrupar en, como mínimo, 867 grupos con propiedades similares, y muy diferentes unos grupos de otros.
"Esto triplica el número de virus oceánicos conocidos", afirma Silvia G. Acinas, investigadora del ICM y que participó en las dos expediciones. "De estos 867 grupos, 38 son abundantes y comprenden la mayor parte de virus oceánicos. Y dos tercios de las 15.222 poblaciones se describen por primera vez en este trabajo".
"Estos resultados servirán para entender mejor el papel de los virus en las redes tróficas microbianas", dice Dolores Vaqué, investigadora del ICM y coordinadora de la investigación en virus a la expedición Malaspina.
Los virus transportan genes funcionales entre células
Otro aspecto interesante es que en los genomas de los virus se han detectado varios cientos de genes funcionales, que tienen un papel biogeoquímico en el océano. Probablemente, estos genes provienen de los huéspedes de los virus, los cuales trasladan los genes de unos huéspedes a otros.
Cada vez que un virus infecta una célula del océano, además de la infección, le puede aportar genes nuevos. De esta forma, los virus "intervienen en los ciclos del nitrógeno y del azufre, probablemente modulando el funcionamiento de estos ciclos en el océano", dice José M Gasol, profesor de investigación del Instituto de Ciencias del Mar (ICM) y coordinador de la investigación en microorganismos en la expedición Malaspina.
"Hace sólo diez años era impensable poder hacer este tipo de catálogo con muestras de todo el mundo. Muchos investigadores de todo el mundo están describiendo cómo los microbios afectan a nuestros cuerpos, el suelo, el aire y los océanos. A medida que aumentamos nuestra capacidad de estudiar los virus, nos damos cuenta de que juegan un papel esencial en muchas de las funciones microbianas del océano. Las herramientas desarrolladas en nuestro laboratorio son muy útiles para entender esto, y las herramientas y los datos presentados serán esenciales para otros investigadores", dice Matt Sullivan, coordinador del trabajo.
El catálogo de los virus oceánicos que se presenta en este trabajo en la revista Nature, será útil para la integración de los virus en modelos de los ecosistémicos oceánicos donde tienen un papel esencial en los ciclos de nutrientes y en las redes tróficas.
Artículo de referencia:
Roux, S., J. R. et al. … 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