Descubren virus gigantes en la capa de hielo de Groenlandia
Los virus hallados en el casquete polar posiblemente infectan a las algas que prosperan en el hielo y regulan su crecimiento. Saber cómo gobernar a estos virus podría ayudarnos a mitigar el deshielo de la segunda reserva de hielo del planeta causado por el calentamiento global.
Por la Universidad de Aarhus
Científicos hallan en Groenlandia un virus gigante que podría controlar el crecimiento de las algas que viven en el hielo. Imagen generada con DALL-E
Cada primavera, cuando sale el sol en el Ártico tras meses de oscuridad, vuelve la vida. Los osos polares salen de sus guaridas invernales, los charranes árticos remontan el vuelo tras su largo viaje hacia el sur y los bueyes almizcleros caminan hacia el norte.
Pero los animales no son los únicos que se despiertan con el sol primaveral. Las algas latentes en el hielo empiezan a florecer en primavera, ennegreciendo grandes extensiones de hielo.
Cuando el hielo se ennegrece, disminuye su capacidad de reflejar el sol, lo que acelera su deshielo. El aumento del deshielo agrava el
Pero los investigadores podrían haber encontrado una forma de controlar el crecimiento de las algas de la nieve, y, a largo plazo, evitar que se derrita parte del hielo. Laura Perini y sus colegas del Departamento de Ciencias Medioambientales de la Universidad de Aarhus, en Dinamarca, han encontrado virus gigantes que viven en el hielo junto a las algas.
Perini sospecha que los virus infectan a las algas de la nieve y podrían funcionar como un mecanismo de control natural de la proliferación de algas. “No sabemos mucho sobre estos virus, pero creo que podrían ser útiles para paliar el deshielo causado por el crecimiento de estos organismos eucariontes. Aún no sabemos hasta qué punto son específicos y eficaces. Pero si seguimos explorándolos, esperamos responder a algunas de esas preguntas”, afirma esta bióloga.
Hielo de Groenlandia manchado de negro por las algas que crecen sobre él al llegar el estío. Foto: Shunan Feng
Hay que decir que los virus son por lo general mucho más pequeños que las bacterias. Los virus normales miden entre 20 y 200 nanómetros, mientras que una bacteria típica está entre los dos y tres micrómetros. En otras palabras, un virus típico es unas mil veces más pequeño que una bacteria.
Pero no ocurre lo mismo con los virus gigantes. Estos alcanzan un tamaño de 2,5 micrómetros, por lo que superan en tamaño a la mayoría de las bacterias.
Pero los virus gigantes no solo son más grandes. Su genoma también es mucho mayor que el de los virus normales. Los bacteriófagos —virus que infectan bacterias— tienen entre 100.000 y 200.000 letras en su genoma. Los virus gigantes atesoran alrededor de 2.500.000.
Una de las muestras de hielo groenlandés en las que la bióloga Laura Perini encontró virus gigantes. A primera vista parece agua sucia, pero la bolsa está llena de microorganismos, entre ellos, las algas que oscurecen el hielo. Costesía: Laura Perini
Los virus gigantes se descubrieron por primera vez en 1981, cuando unos investigadores los encontraron en aguas del océano. Estos virus se habían especializado en infectar algas verdes marinas. Más tarde, fueron aislados en el suelo terrestre e incluso en seres humanos.
Pero esta es la primera vez que se detectan virus gigantes viviendo en la superficie del hielo y la nieve dominada por microalgas. “Analizamos muestras de hielo oscuro, nieve roja y agujeros de deshielo (crioconita). Tanto en el hielo oscuro como en la nieve roja encontramos firmas de virus gigantes activos— apunta Perini. Y añade—: Y es la primera vez que se encuentran en hielo superficial y nieve con gran abundancia de microalgas pigmentadas”
Hace unos años todo el mundo pensaba que esta parte del mundo era estéril y carente de vida. Pero hoy sabemos que allí viven varios microorganismos, incluidos los virus gigantes.
“Hay todo un ecosistema alrededor de las algas. Además de bacterias, hongos filamentosos y levaduras, podemos encontrar protistas que se comen las algas, distintas especies de hongos que las parasitan y los virus gigantes con los que nos hemos topado, que las infectan— explica la bióloga. Y continúa—: Para comprender los controles biológicos que actúan sobre la proliferación de algas, tenemos que estudiar estos tres últimos grupos.
Laura Perini aún no ha visto un virus gigante en el microscopio, pero no es imposible. Aquí se muestran otros microorganismos de Groenlandia. Cortesía: Laura Perini
Aunque los virus de Groenlandia recientemente detectados son mastodónticos, no pueden verse a simple vista. Perini ni siquiera los ha visto aún bajo la luz de un microscopio óptico. Pero espera hacerlo en el futuro.
“Descubrimos los virus analizando todo el ADN de las muestras que tomamos— advierte Perini. Y continúa—: Examinando este enorme conjunto de datos en busca de genes marcadores específicos, encontramos secuencias muy similares a virus gigantes conocidos”.
Para asegurarse de que el ADN vírico no procedía de microorganismos muertos hace tiempo, sino de virus vivos y activos, también extrajeron todo el ARNm de la muestra.
Cuando las secuencias del ADN que forman los genes se activan, se transcriben en piezas de una sola hebra llamadas ARN mensajero (ARNm). Estas piezas funcionan como recetas para construir las proteínas que necesita el virus para sobrevivir. Si están presentes, el virus está vivo. “En el ARNm total secuenciado de las muestras, encontramos los mismos marcadores que en el ADN total, por lo que sabemos que se han transcrito. Esto significa que los virus están vivos y activos en el hielo”, explica Perini.
ADN y ARN en los virus.
En el centro de los virus gigantes hay un cúmulo de ADN. Ese ADN contiene toda la información genética o las recetas necesarias para crear proteínas, los compuestos químicos que realizan la mayor parte del trabajo en el virus.
Pero para poder utilizar esas recetas, el virus necesita transcribirlas de ADN de doble cadena a ARNm de cadena simple.
Los virus normales no pueden hacerlo. En su lugar, tienen cadenas de ARN flotando en la célula a la espera de ser activadas, cuando el virus infecta un organismo y secuestra sus instalaciones de producción celular.
Los virus gigantes pueden hacerlo por sí mismos, lo que los hace muy diferentes de los virus normales.
Mientras que el ADN de los virus muertos puede encontrarse en las muestras, el ARNm se descompone mucho más rápido. El ARNm es, por tanto, un importante marcador de la actividad viral. En otras palabras, las recetas de ARNm de determinadas proteínas muestran que los virus están vivos y coleando.
No se sabe exactamente cómo funcionan
Como los virus gigantes son un descubrimiento relativamente nuevo, y no se sabe mucho sobre ellos. A diferencia de la mayoría de los demás virus, tienen muchos genes activos que les permiten reparar, replicar, transcribir y traducir el ADN.
Pero se desconoce por qué y para qué lo utilizan exactamente. “No podemos relacionar exactamente a qué huéspedes infectan los virus gigantes. Puede que algunos infecten protistas, mientras que otros ataquen a las algas de las nieves. Sencillamente, aún no podemos estar seguros”, afirma Perini.
La bióloga está trabajando duro para descubrir más cosas sobre los virus gigantes y pronto publicará más investigaciones. “Seguimos estudiando los virus gigantes para saber más sobre sus interacciones y cuál es exactamente su papel en el ecosistema— dice Perini. Y concluye—: A finales de este año publicaremos otro artículo científico con más información sobre los virus gigantes que infectan una microalga cultivada que prospera en la superficie del hielo de Groenlandia”. ◾️
Información facilitada por la Universidad de Aarhus -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Perini, L., Sipes, K., Zervas, A. et al. Giant viral signatures on the Greenland ice sheet. Microbiome (2024). DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-024-01796-y
