Descubrimiento de virus ofrece pistas sobre los orígenes de la vida compleja

Células eucariotas
Células eucariotas

Los virus fueron esenciales para la evolución de los humanos y otras formas de vida

Se ha encontrado el primer descubrimiento de virus que infectan a un grupo de microbios que pueden incluir a los ancestros de toda la vida compleja, informan investigadores de la Universidad de Texas en Austin. El descubrimiento ofrece tentadoras pistas sobre los orígenes de la vida compleja y sugiere nuevas direcciones para explorar 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 fusionaron para formar un organismo híbrido.

Investigaciones recientes sugieren 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 la UT Austin) y otros miembros del laboratorio de Brett Baker, arroja luz sobre cómo los virus también podrían haber jugado un papel en esta historia de miles de millones de años.

sumergible Alvin

Imagen: Investigadores de la UT Austin utilizaron el sumergible Alvin para recolectar muestras de sedimentos y microbios a 2.000 m de profundidad en el Golfo de California. Crédito: Brett Baker

"Este estudio abre una puerta para resolver 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".

Rambo se refiere a una hipótesis muy debatida llamada eucariogénesis viral. Sugiere que, además de las bacterias y las arqueas, los virus podrían haber contribuido con algún componente genético al desarrollo de los eucariotas. Este último descubrimiento no resuelve ese debate, pero ofrece algunas pistas interesantes.

sumergible Alvin, detalleImagen derecha: Investigadores de la UT Austin utilizaron el sumergible Alvin para recolectar muestras de sedimentos y microbios a 2.000 m de profundidad en el Golfo de California. Crédito: Brett Baker

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 copiar su propio ADN y secuestrar los sistemas de modificación de proteínas de sus anfitriones. El hecho de que estos virus Asgard recuperados muestren características tanto de virus que infectan a eucariotas como a procariotas, que tienen células sin núcleo, los hace únicos, ya que no son exactamente como los que infectan a otras arqueas o formas de vida complejas.

"Lo más emocionante es que son tipos de virus completamente nuevos que son diferentes de los que hemos visto antes en arqueas y eucariotas, que infectan a nuestros parientes microbianos", dijo Baker, profesor asociado de ciencias marinas y biología integradora y autor correspondiente de el estudio.

Las arqueas de Asgard, que probablemente evolucionaron hace más de 2.000 millones de años y cuyos descendientes aún viven, se han descubierto en sedimentos de aguas profundas y aguas termales de todo el mundo, pero hasta ahora solo se ha cultivado con éxito una cepa en el laboratorio. Para identificarlas, los científicos recolectan su material genético del medio ambiente y luego ensamblan sus genomas.

En este último estudio, los investigadores escanearon los genomas de Asgard en busca de regiones repetidas de ADN conocidas como matrices CRISPR, que contienen pequeños fragmentos de ADN viral que pueden coincidir con precisión con los virus que infectaron previamente a estos microbios. Estas "huellas dactilares" genéticas les permitieron identificar a estos sigilosos invasores virales que infectan organismos con funciones clave en la compleja historia del origen de los eucariotas.

genomas de virus

Imagen: Comparación de todos los genomas de virus conocidos. Los virus con genomas similares se agrupan, incluidos los que infectan bacterias (a la izquierda), eucariotas (a la derecha y al centro inferior). Los virus que infectan a las arqueas de Asgard son únicos de los que se han descrito antes. Crédito: Universidad de Texas en Austin.

"Ahora estamos comenzando a comprender la implicación y el papel que los virus podrían haber tenido en el rompecabezas de la eucariogénesis", dijo Valerie De Anda, investigadora asociada de UT Austin y coautora del estudio.

Los otros coautores del estudio son Pedro Leão, investigador posdoctoral en la UT Austin, y Marguerite Langwig, exestudiante de maestría en la UT Austin y actualmente candidata a doctorado en la Universidad de Wisconsin-Madison.

La investigación se ha publicado en Nature Microbiology: Genomes of six viruses that infect Asgard archaea from deep-sea sediments

Etiquetas: VirusEvoluciónVida compleja

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