News | 27 octubre 2020

L'altra cara dels virus

Share
Els virus són les unitats biològiques més abundants del planeta / Yaiza M. Castillo
Els virus són les unitats biològiques més abundants del planeta / Yaiza M. Castillo

L'any 1892, el biòleg rus Dmitri Ivanovsky va descriure un patogen no-bacterià que infectava les plantes del tabac. No ho sabia, però acabava de descobrir una nova entitat biològica: els virus. Aquests agents infecciosos continuen sent en l'actualitat un enigma. Ni tan sols se sap del cert si estan vius o no, ja que no tenen metabolisme propi i els calen cèl·lules (procariotes i eucariotes) per poder reproduir-se. Es podrien definir, per tant, com a ‘paràsits obligats’.

El que sí que se sap del cert és que els virus són les unitats biològiques més abundants del planeta. En total, s'estima que habiten a la Terra aproximadament 10^31 virus, una xifra que supera amb escreix la quantitat d'estrelles (10^24) que hi ha a l'univers observable. Per il·lustrar-ho, es diu que, posats un al costat de l'altre, els virus podrien arribar a formar una cadena d'uns 10 milions d'anys llum.

Aquestes entitats biològiques formen part del microbioma de l'oceà, que té un paper essencial en la producció primària del planeta i la generació d'oxigen, els cicles biogeoquímics, la bomba biològica i les bases de les xarxes tròfiques. En concret, els virus exerceixen un paper fonamental en la dinàmica i composició del microbioma marí en infectar i trencar les cèl·lules d'altres microorganismes marins, la qual cosa ajuda a alliberar nutrients al medi marí que seran utilitzats per altres microorganismes. Això es coneix com el "curtcircuit víric" i fa que no tots els nutrients passin a nivells superiors de la cadena tròfica, sinó que una part es mantingui en suspensió alimentant microorganismes tant autòtrofs com heteròtrofs.

No obstant això, el paper que interpreten els virus a l'oceà no s'acaba aquí, ja que des de fa com a mínim un parell de dècades s'especula amb la hipòtesi que també podrien formar part de la dieta dels protists, un grup ecològicament molt important en el microbioma marí.

Als anys noranta, els que van proposar aquest procés sostenien que la ingesta de virus per part dels protists és relativament baixa (4%) comparat amb la ingesta de bacteris, el seu aliment principal. Es podria dir que els virus actuen com el 'snack' ideal en proporcionar als protists un suplement important de carboni, nitrogen i fòsfor. Segons els científics, aquest procés podria tenir efectes importants en el funcionament de l'ecosistema marí, ja que mentre els protists ingereixen virus, alliberen el medi d'aquests agents infecciosos.

Un estudi publicat recentment en el qual participen investigadors de l'ICM i d'altres centres d'investigació ha aprofundit una mica més en aquesta qüestió i ha pogut comprovar, fent servir tècniques moleculars modernes i anàlisis bioinformàtiques, que és probable que aquesta teoria tan controvertida sigui certa.

Per a l'elaboració de l’estudi, els autors van aïllar de forma individual cèl·lules de petits protists marins i van seqüenciar una part dels seus genomes. Gràcies a això, van identificar en elles ADN de virus bacterians (bacteriòfags) al costat d'altres virus. Les seqüències d'ADN viral que van trobar els investigadors eren idèntiques en llinatges molt diferents de protists, la qual cosa suggereix que aquests virus no són infecciosos per a ells, ja que normalment diferents grups d'organismes tenen virus específics associats.

Si bé aquest ADN viral podria haver arribat als protists a través de la ingestió de bacteris infectats, els autors de l’estudi no van trobar senyals d'ADN bacterià que es correspongués amb el dels virus trobats, el que els fa pensar que el més probable és que aquests virus detectats en protists haguessin estat menjats.

Si es confirma aquesta hipòtesi, els virus no només actuarien com curtcircuits tròfics matant microorganismes, sinó que, en ser menjats, podrien tenir un paper rellevant en transferir carboni orgànic i altres nutrients als nivells tròfics superiors. En aquest escenari, com a mínim a l’oceà, els virus no s'encarregarien només de destruir vides, sinó també de mantenir-les, la qual cosa canviaria significativament la nostra visió sobre ells.

Articles de referència:
Brown JM, Labonté JM, Brown J, Record NR, Poulton NJ, Sieracki ME, Logares R, Stepanauskas R. (2020). Single cell genomics reveals viruses consumed by marine protists. Frontiers in Microbiology, 11, 2317.
Editorial. (2011). Microbiology by numbers. Nat Rev Microbiol, 9, 628.
González, J. M., & Suttle, C. A. (1993). Grazing by marine nanoflagellates on viruses and virus-sized particles: ingestion and digestion. Marine Ecology Progress Series, 1-10.
Jover, L. F., Effler, T. C., Buchan, A., Wilhelm, S. W., & Weitz, J. S. (2014). The elemental composition of virus particles: implications for marine biogeochemical cycles. Nature Reviews Microbiology, 12(7), 519-528.