El increíble descubrimiento de los virus ofrece pistas sobre los orígenes de la vida compleja

El primer descubrimiento de virus que infectan a un grupo de microbios que pueden incluir el ancestros de toda vida compleja fue encontrado, científicos de la Universidad de Texas en Austin (UT Austin) reporte en Microbiología de la naturaleza. El increíble descubrimiento ofrece pistas tentadoras sobre los orígenes de la vida compleja y sugiere nuevas direcciones para investigar la hipótesis de que los virus fueron esenciales para la evolución de los humanos y otras formas de vida complejas.

Existe una hipótesis bien fundamentada de que todas las formas de vida complejas, como los humanos, las estrellas de mar y los árboles, que presentan células con núcleo y se denominan eucariotas, se originaron cuando las arqueas y las bacterias se han fusionado para formar un organismo híbrido. Búsqueda reciente sugiere que los primeros eucariotas son descendientes directos de las llamadas arqueas de Asgard. La última investigación, realizada por Ian Rambo (ex estudiante de doctorado en UT Austin) y otros miembros del laboratorio de Brett Baker, arroja luz sobre cómo los virus también pueden haber jugado un papel en esta historia de mil millones de años.

Comparación de todos los genomas virales conocidos. Los virus con genomas similares se agrupan, incluidos los que infectan bacterias (izquierda), eucariotas (derecha y centro inferior). Los virus que infectan a las arqueas de Asgard son exclusivos de los descritos anteriormente. Crédito: Universidad de Texas en Austin

«Este estudio abre una puerta para abordar mejor el origen de los eucariotas y comprender el papel de los virus en la ecología y evolución de las arqueas de Asgard», dijo Rambo. «Existe la hipótesis de que los virus pueden haber contribuido a la aparición de vida celular compleja».

Los investigadores de UT Austin utilizaron el submarino Alvin para recolectar muestras de sedimentos y microbios de 2000 m (6600 pies) de profundidad en el Golfo de California. Crédito: Brett Baker

Rambo se refiere a una hipótesis muy debatida llamada eucariogénesis viral. Sugiere que, además de las bacterias y las arqueas, los virus pueden haber contribuido con algún componente genético al desarrollo de los eucariotas. Si bien este último hallazgo no resuelve el debate, ofrece algunas pistas interesantes.

Los virus recién descubiertos que infectan a las arqueas de Asgard que viven actualmente tienen algunas características similares a los virus que infectan a los eucariotas, incluida la capacidad de copiarse a sí mismos.[{» attribute=»»>DNA and hijack protein modification systems of their hosts. The fact that these recovered Asgard viruses display characteristics of both viruses that infect eukaryotes and prokaryotes, which have cells without a nucleus, makes them unique since they are not exactly like those that infect other archaea or complex life forms.

“The most exciting thing is they are completely new types of viruses that are different from those that we’ve seen before in archaea and eukaryotes, infecting our microbial relatives,” said Baker, associate professor of marine science and integrative biology and corresponding author of the study.

The Asgard archaea, which probably evolved more than 2 billion years ago and whose descendants are still living, have been discovered in deep-sea sediments and hot springs around the world, but so far only one strain has been successfully grown in the lab. To identify them, scientists collect their genetic material from the environment and then piece together their genomes. In this latest study, the researchers scanned the Asgard genomes for repeating DNA regions known as CRISPR arrays, which contain small pieces of viral DNA that can be precisely matched to viruses that previously infected these microbes. These genetic “fingerprints” allowed them to identify these stealthy viral invaders that infect organisms with key roles in the complex origin story of eukaryotes.

Researchers from UT Austin used the Alvin submersible to collect sediment samples and microbes from 2000m (6600 feet) deep in the Gulf of California. Credit: Brett Baker

“We are now starting to understand the implication and role that viruses could have had in the eukaryogenesis puzzle,” said Valerie De Anda, a research associate at UT Austin and co-author of the study.

Reference: “Genomes of six viruses that infect Asgard archaea from deep-sea sediments” 27 June 2022, Nature Microbiology.
DOI: 10.1038/s41564-022-01150-8

The other co-authors of the study are Pedro Leão, a postdoctoral research fellow at UT Austin, and Marguerite Langwig, formerly a master’s student at UT Austin and currently a doctoral candidate at the University of Wisconsin-Madison. This work was supported by the Moore and Simons Foundations.