Un análisis del material genético en el océano identificó miles de virus de ARN previamente desconocidos y duplicó la cantidad de filos, o grupos biológicos, de virus que se creía que existían, según un nuevo estudio. nuestro equipo de investigadores ha publicado en la revista Ciencia.
virus de ARN son mejor conocidos por la enfermedades causan en las personas, desde el resfriado común hasta el COVID-19. también infectan plantas y animales importante para las personas.
Estos virus llevan su información genética en el ARN, en lugar del ADN. virus de ARN evolucionar a un ritmo mucho más rápido que los virus de ADN. Si bien los científicos han catalogado cientos de miles de virus de ADN en sus ecosistemas naturales, los virus de ARN han sido relativamente poco estudiados.
Sin embargo, a diferencia de los humanos y otros organismos compuestos por células, los virus carecen de tramos cortos únicos de ADN que podrían actuar como lo que los investigadores llaman un código de barras genético
Para sortear esta limitación, decidimos identificar el gen que codifica para un proteína particular que permite que un virus replique su material genético. Es la única proteína que comparten todos los virus de ARN, porque juega un papel esencial en la forma en que se propagan. Sin embargo, cada virus de ARN tiene pequeñas diferencias en el gen que codifica la proteína que puede ayudar a distinguir un tipo de virus de otro.
Así que revisamos una base de datos global de secuencias de ARN del plancton recolectadas durante los cuatro años Expediciones Tara Oceans proyecto de investigación mundial. El plancton son todos los organismos acuáticos que son pequeños para nadar contra la corriente. Son una parte vital de las redes alimentarias de los océanos y son anfitriones comunes de los virus de ARN. Nuestro examen finalmente identificó más de 44,000 genes que codifican la proteína del virus.
Nuestro próximo desafío, entonces, fue determinar las conexiones evolutivas entre estos genes. Cuanto más similares eran dos genes, más probable era que los virus con esos genes estuvieran estrechamente relacionados. Debido a que estas secuencias habían evolucionado hace tanto tiempo (posiblemente anterior a la primera celda), las señales genéticas que indican dónde se pueden haber separado nuevos virus de un ancestro común se habían perdido en el tiempo.
Sin embargo, una forma de inteligencia artificial llamada aprendizaje automático nos permitió organizar sistemáticamente estas secuencias y detectar las diferencias de manera más objetiva que si la tarea se hiciera manualmente.
Los cinco filos existentes de virus de ARN organizados por el nuevo método. (Zayed et al., Ciencia2022)
Identificamos un total de 5504 nuevos virus de ARN marinos y duplicamos el número de filos de virus de ARN conocidos de cinco a 10.
El mapeo geográfico de estas nuevas secuencias reveló que dos de los nuevos filos eran particularmente abundantes en vastas regiones oceánicas, con preferencias regionales en aguas templadas y tropicales (el Taraviricotallamado así por las expediciones Tara Oceans) o el Océano Ártico (el Arctiviricota).
Creemos que Taraviricota podría ser el eslabón perdido en la evolución de los virus de ARN que los investigadores han buscado durante mucho tiempo, conectando dos ramas diferentes conocidas de virus de ARN que divergen en la forma en que se replican.
Mapa que muestra la distribución de los virus de ARN en el océano. (Zayed et al., Ciencia2022)
Arriba: El tamaño de la cuña es proporcional a la abundancia promedio de virus presentes en esa área, y el color de la cuña indica el filo del virus.
por qué importa
Estas nuevas secuencias ayudan a los científicos a comprender mejor no solo la historia evolutiva de los virus de ARN, sino también la evolución de la vida temprana en la Tierra.
Como ha demostrado la pandemia de COVID-19, los virus de ARN pueden causar enfermedades mortales. Pero los virus de ARN también juegan un papel papel vital en los ecosistemas porque pueden infectar una amplia gama de organismos, incluyendo microbios que influyen en los entornos y las redes alimentarias a nivel químico.
Mapear en qué parte del mundo viven estos virus de ARN puede ayudar a aclarar cómo afectan a los organismos que impulsan muchos de los procesos ecológicos que dirigen nuestro planeta. Nuestro estudio también proporciona herramientas mejoradas que pueden ayudar a los investigadores a catalogar nuevos virus a medida que crecen las bases de datos genéticas.
Lo que aún no se sabe
A pesar de identificar tantos virus de ARN nuevos, sigue siendo un desafío determinar qué organismos infectan. Los investigadores también están actualmente limitado a la mayoría de los fragmentos de genomas de virus de ARN incompletos, en parte debido a su complejidad genética y limitaciones tecnológicas.
Nuestros próximos pasos serían averiguar qué tipos de genes podrían faltar y cómo cambiaron con el tiempo. Descubrir estos genes podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo funcionan estos virus. 
Guillermo Dominguez HuertaConsultor Científico en Microbiología, la universidad estatal de ohio; Ahmed ZayedInvestigador Científico en Microbiología, la universidad estatal de ohio; james wainainaInvestigador Postdoctoral Asociado en Microbiología, la universidad estatal de ohioy matthew sullivanProfesor de Microbiología, la universidad estatal de ohio.
Este artículo se vuelve a publicar de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.