Milhares de vírus misteriosos que foram descobertos recentemente à espreita nos oceanos do mundo podem exercer enorme influência sobre os ecossistemas, em parte “reprogramando” os hospedeiros que infectam, relataram cientistas.
A nova pesquisa, publicada quinta-feira (9 de junho) na revista Ciência (abre em nova aba)concentra-se em vírus que contêm RNA, um primo molecular do DNA. Exemplos de vírus de RNA são abundantes em doenças humanas; por exemplo, coronavírus e gripe os vírus são ambos baseados em RNA. No entanto, quando se trata de vírus de RNA no oceano, os cientistas estão apenas aprendendo sobre a variedade que pode ser encontrada e a variedade de hospedeiros que podem infectar.
Com base no novo estudo, “certamente temos certeza de que a maioria dos vírus de RNA no oceano está infectando eucariotos microbianos, então fungos e protistase, em menor grau, invertebrados”, disse o co-primeiro autor Guillermo Dominguez-Huerta, que era um estudioso de pós-doutorado em ecologia viral na Ohio State University (OSU) na época do estudo, à Live Science. Eucariotos são organismos com células complexas que mantêm seu material genético dentro de um núcleo.
Esses hospedeiros virais – nomeadamente fungos e protistas, que incluem algas e amebas – puxar carbono dióxido de carbono para fora da atmosfera e, portanto, influenciam a quantidade de carbono que acaba sendo armazenada no oceano. Ao infectar esses organismos, o RNA vírus provavelmente afetará como o carbono flui através do oceano em geral, disse Steven Wilhelm, o principal pesquisador do Grupo de Pesquisa em Ecologia Microbiana Aquática da Universidade do Tennessee Knoxville, que não esteve envolvido no novo estudo.
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“Dada a abundância de partículas de vírus de RNA, saber que eles podem fazer isso continua a construir a história de como os vírus são importantes no mundo em relação ao fluxo de energia e carbono”, disse Wilhelm à Live Science por e-mail.
(Wilhelm colaborou com vários autores do estudo, incluindo Matthew Sullivan e Alexander Culley, em projetos não relacionados ao novo estudo.)
Vírus, vírus em todos os lugares
No início deste ano, Dominguez-Huerta e seus colegas relataram ter encontrado mais de 5.500 vírus de RNA não identificados anteriormente nos oceanos do mundo.
Para esse estudo, que foi publicado em 7 de abril na revista Ciência (abre em nova aba)a equipe analisou 35.000 amostras de água que foram coletadas de 121 locais nos cinco oceanos pelo Tara Oceans Consortium, um estudo global em andamento que examina o impacto da das Alterações Climáticas nos oceanos. Essas amostras de água estavam repletas de plâncton – minúsculos organismos que flutuam na corrente e muitas vezes servem como hospedeiros para vírus de RNA. Para identificar os vírus dentro desses plânctons, os pesquisadores vasculharam todo o RNA nas células dos plânctons para encontrar um trecho específico do código genético, chamado gene RdRp.
“Essa é a única… sequência de codificação que é comum em todos os vírus de RNA”, disse Dominguez-Huerta, que atualmente trabalha como consultor científico em uma empresa chamada Virosphaera; no entanto, o gene RdRp está ausente de células e outros tipos de vírus.
Por fim, a equipe encontrou tantos vírus de RNA escondidos no plâncton que propuseram dobrar o número de filos de vírus de RNA – a ampla categoria taxonômica logo abaixo de “reino” – de cinco para 10 para classificar todos eles.
A partir daí, os pesquisadores queriam entender melhor como esses vírus são distribuídos em todo o mundo e quais hosts eles visam.
Os cientistas determinaram que as comunidades virais poderiam ser classificadas em quatro zonas principais: o ártico, Epipelágico Antártico, Temperado e Tropical, o que significa perto da superfície do oceano, e Mesopelágico Temperado e Tropical, o que significa cerca de 656 a 3.280 pés (200 a 1.000 metros) debaixo d’água. Curiosamente, a variedade de vírus parecia maior nas zonas polares, apesar de haver uma maior variedade de hospedeiros para infectar em águas mais quentes.
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“Os vírus, quando se trata de diversidade, realmente não se importam com o quão fria é a água”, disse o co-primeiro autor Ahmed Zayed, pesquisador do Departamento de Microbiologia da OSU. Essa descoberta sugere que, perto dos pólos, muitos vírus provavelmente competem pelos mesmos hospedeiros, disse Zayed à Live Science.
Para identificar esses hospedeiros virais, a equipe usou várias estratégias; por exemplo, um método envolvia a comparação dos genomas de vírus de RNA com hospedeiros conhecidos aos dos vírus recém-descobertos, e outro envolvia a busca de fragmentos raros de RNA viral nos genomas das células hospedeiras, onde pedaços de RNA às vezes podem ser deixados para trás. Esta análise revelou que muitos dos vírus de RNA no oceano infectam fungos e protistas, alguns infectam invertebrados e uma fração minúscula infecta bactérias.
A equipe também descobriu inesperadamente que 95 dos vírus carregavam genes que eles “roubaram” de suas células hospedeiras, disse Dominguez-Huerta. No hospedeiro, esses genes ajudam a direcionar os processos metabólicos dentro da célula. Essa descoberta sugere que os vírus mexeram com o metabolismo de seus hospedeiros de alguma forma, provavelmente para maximizar a produção de novas partículas virais, concluíram os autores.
Alguns estudos em menor escala sugeriram essa capacidade de troca de genes no passado, observou Dominguez-Huerta.
Depois de identificar o que os vírus oceânicos provavelmente infectam, a equipe determinou que cerca de 1.200 dos vírus podem estar envolvidos na exportação de carbono – o processo pelo qual o carbono é extraído da atmosfera, incorporado em organismos marinhos e depois “exportado” para o mar profundo. à medida que esses organismos afundam no fundo do mar após a morte.
Quanto mais fundo essas reservas de carbono afundam, mais tempo elas permanecem armazenadas no oceano antes de serem recicladas de volta para a atmosfera, de acordo com o Instituto de Pesquisa do Aquário da Baía de Monterey (abre em nova aba). Por esse motivo, a exportação de carbono é um fator importante que os cientistas incorporam aos modelos de mudança climática. O novo estudo sugere que a infecção de organismos marinhos por vírus de RNA pode ser outro fator anteriormente não reconhecido que impulsiona o fluxo de carbono nos oceanos, pois os vírus alteram a atividade celular dos hospedeiros que infectam.
Os vírus de RNA também podem impulsionar o fluxo de carbono, dividindo seus hospedeiros e derramando carbono sequestrado no oceano, disse Wilhelm, já que os vírus geralmente saem de seus hospedeiros após se replicarem rapidamente dentro deles.
Publicado originalmente no Live Science.
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