Un team internazionale di biologi marini ha scoperto i resti di antichi virus a RNA incorporati nel DNA di organismi simbiotici che vivono all’interno dei coralli che costruiscono la barriera corallina.
I frammenti di RNA provengono da virus che hanno infettato i simbionti già 160 milioni di anni fa. La scoperta è descritta in uno studio ad accesso aperto pubblicato questa settimana sulla rivista Nature Biologia delle comunicazioni, e potrebbe aiutare gli scienziati a capire come i coralli e i loro partner combattono oggi le infezioni virali. Ma è stata una scoperta sorprendente perché la maggior parte dei virus a RNA non è nota per incorporarsi nel DNA degli organismi che infettano.
La ricerca ha dimostrato che gli elementi virali endogeni, o EVE, sono ampiamente presenti nei genomi dei simbionti di corallo. Conosciute come dinoflagellate, le alghe unicellulari vivono all’interno dei coralli e forniscono loro i loro colori drammatici. La scoperta di EVE sottolinea le recenti osservazioni secondo cui virus diversi dai retrovirus possono integrare frammenti del loro codice genetico nei genomi dei loro ospiti.
“Allora perché è entrato lì?” ha chiesto il coautore dello studio Adrienne Correa della Rice University. “Potrebbe essere solo un incidente, ma le persone stanno iniziando a scoprire che questi ‘incidenti’ sono più frequenti di quanto gli scienziati avessero creduto in precedenza, e sono stati trovati in tutti i tipi di ospiti, dai pipistrelli alle formiche, dalle piante alle alghe”.
Anche il fatto che un virus a RNA appaia nei simbionti di corallo è stata una sorpresa.
“Questo è ciò che ha reso questo progetto così interessante per me”, ha detto l’autore principale dello studio Alex Veglia, uno studente laureato nel gruppo di ricerca di Correa. “Non c’è davvero alcun motivo, in base a ciò che sappiamo, perché questo virus sia nel genoma dei simbionti”.
Lo studio è stato sostenuto dalla Tara Ocean Foundation e dalla National Science Foundation e condotto da Correa, Veglia e due scienziati dell’Oregon State University, la studiosa post-dottorato Kalia Bistolas e l’ecologa marina Rebecca Vega Thurber. La ricerca fornisce indizi che possono aiutare gli scienziati a comprendere meglio l’impatto ecologico ed economico dei virus sulla salute della barriera corallina.
I ricercatori non hanno trovato EVE da virus a RNA in campioni di acqua di mare filtrata o nei genomi di coralli duri, idrocoralli o meduse privi di dinoflagellati. Ma gli EVE erano pervasivi nei simbionti di corallo raccolti da dozzine di siti di barriera corallina, il che significa che i virus patogeni erano – e probabilmente rimangono – schizzinosi riguardo ai loro ospiti bersaglio.
“C’è un’enorme diversità di virus sul pianeta”, ha detto Correa, un assistente professore di bioscienze. “Alcuni sappiamo molto, ma la maggior parte dei virus non è stata caratterizzata. Potremmo essere in grado di rilevarli, ma non sappiamo chi funge da host”.
Ha detto che i virus, inclusi i retrovirus, hanno molti modi per replicarsi infettando gli host. “Uno dei motivi per cui il nostro studio è interessante è perché questo virus a RNA non è un retrovirus”, ha detto Correa. “Dato questo, non ti aspetteresti che si integri nel DNA dell’ospite.
“Per parecchi anni, abbiamo visto un sacco di virus nelle colonie di coralli, ma è stato difficile dire con certezza cosa stessero infettando”, ha detto Correa. “Quindi questa è probabilmente l’informazione migliore e più concreta che abbiamo per l’effettivo ospite di un virus associato a una colonia di corallo. Ora possiamo iniziare a chiederci perché il simbionte conserva quel DNA, o parte del genoma. Perché non è stato perso un molto tempo fa?”
La scoperta che gli EVE sono stati conservati per milioni di anni suggerisce che potrebbero in qualche modo essere utili per i coralli simbionti e che esiste un qualche tipo di meccanismo che guida l’integrazione genomica degli EVE.
“Ci sono molte strade che possiamo perseguire in seguito, ad esempio se questi elementi vengono utilizzati per i meccanismi antivirali all’interno dei dinoflagellati e come possono influenzare la salute della barriera corallina, specialmente quando gli oceani si riscaldano”, ha detto Veglia.
“Se abbiamo a che fare con un aumento della temperatura dell’acqua di mare, è più probabile che le specie Symbiodiniaceae contengano questo elemento virale endogeno? Avere EVE nei loro genomi migliora le loro probabilità di combattere le infezioni dai virus a RNA contemporanei?” Egli ha detto.
“In un altro articolo, abbiamo mostrato che c’era un aumento delle infezioni virali da RNA quando i coralli erano sottoposti a stress termico. Quindi ci sono molte parti in movimento. E questo è un altro buon pezzo di quel puzzle”.
Correa ha dichiarato: “Non possiamo presumere che questo virus abbia un effetto negativo. Ma allo stesso tempo, sembra che stia diventando più produttivo in queste condizioni di stress termico”.
Thurber è l’Emile F. Pernot Distinguished Professor presso il Dipartimento di Microbiologia dello Stato dell’Oregon.
Lo studio ha incluso più di 20 coautori dell’Università di Costanza, in Germania; l’Istituto di microbiologia e l’Istituto svizzero di bioinformatica, Zurigo; l’Università di Perpignan, Francia; il Centro Scientifico di Monaco; l’Université Paris-Saclay, Evry, Francia; la Fondazione Tara Ocean, Parigi; l’Università del Maine; Università della Sorbona, Francia; l’Università di Tsukuba, Giappone; Università delle Scienze e delle Lettere di Parigi, Francia; l’Università di Parigi-Saclay; il Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israele; Università della Costa Azzurra, Nizza, Francia; l’Istituto Europeo di Bioinformatica, Università di Cambridge, Inghilterra; Università statale dell’Ohio; e l’Università Nazionale d’Irlanda, Galway.
Il supporto della National Science Foundation è stato fornito da tre sovvenzioni (2145472, 2025457, 1907184).
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
