Virosfera y Virómica del suelo
Fuente: Colaje Imágenes Google
Ciertamente, cuando más diminutos son los organismos del suelo, más difíciles nos resulta identificarlos. Pero cuando, adicionalmente habitan ocultos en el seno de los eres vivos la tarea es titánica. Y para añadir más leña al fuego, gran parte de las bacterias no prosperan en cultivos de laboratorio, por lo que no pueden identificarse, y como corolario, tampoco los virus que albergan. Sabemos de su enorme abundancia, lo cual es lógico. Existe una relación negativa entre el tamaño de las especies y abundancia de estas. Por ejemplo, en nuestros cuerpos humanos contenemos más virus que bacterias y estas que células humanas.
Por lo tanto, ha existido una laguna en el conocimiento acerca de la virosfera edáfica que comenzamos ahora a desvelar gracias a las técnicas que ahora nos permiten analizar sus metagenomas y metatranscriptomas, extrayendo algunas conclusiones sobre su ecología. Otra cuestión bien distinta deviene de que, al leer los contenidos que os muestro abajo, unos autores «pretenden» parecer que n los pioneros desde todos los puntos de vista. Ya hemos editado varios posts que versan sobre virus del suelo (abajo os dejo una relación no exhaustiva), por lo que la literatura debe ser “modestamente extensa”.
Los virus son determinantes en el control de las comunidades microbianas, por lo que, por pura lógica, su papel en el reciclado de nutrientes (ciclos biogeoquímicos), así como en la estructura y dinámica del sistema suelo necesariamente debe ser esencial. Seguidamente os mostramos el material que hemos encontrado y que nos ha llegado principalmente de la denominada “Global soil initiative”, pero la otra nota nos informa del mismo trabajo. Observareis que los autores generalizan a partir de tres muestras de pasto de los EE.UU., lo cual me parece una temeridad. ¡Ser cautos! Sin embargo también aportan información general de interés, al igual que algunas conjeturas más que temerarias, como la de que los virus en suelos secos atesoran “genes especiales” que (….) ¡ser cautos a la hora de aceptar ideas acríticamente! Con el tiempo y las nuevas tecnologías genómicas iremos aprendiendo más, poco a poco. Os dejo pues con las noticias.
Juan José Ibáñez
Continúa…….
Desenterrando el mundo oculto de los virus del suelo
JANET K. JANSSON, JEFA CIENTÍFICA Y MIEMBRO DE LABORATORIO, DIVISIÓN DE CIENCIAS BIOLÓGICAS, LABORATORIO NACIONAL DEL NOROESTE DEL PACÍFICO
El suelo es un hábitat rico para la vida microbiana. Una comunidad muy diversa de microbios del suelo es responsable de muchas de las funciones que están relacionadas con la salud del suelo, incluido el ciclo de nutrientes del suelo y el apoyo al crecimiento de las plantas. Aunque estamos adquiriendo una comprensión cada vez mayor de cómo los diferentes microorganismos celulares, como las bacterias y los hongos, contribuyen a las funciones vitales en el medio ambiente del suelo, las funciones llevadas a cabo por los virus del suelo siguen siendo en gran medida un enigma. Esta brecha de conocimiento es desconcertante teniendo en cuenta que los virus del suelo son reguladores clave de las poblaciones microbianas en todos los hábitats de la Tierra, desde los océanos hasta los humanos. La razón por la que sabemos tan poco sobre los virus del suelo es que son difíciles de estudiar en el complejo entorno del suelo. Los virus libres a menudo absorben partículas del suelo y son difíciles de extraer. Algunos otros virus que atacan bacterias, o bacteriófagos (fagos), pueden esconderse dentro del genoma del huésped bacteriano. Esta estrategia de vida se conoce como lisogenia y los fagos se conocen como fagos templados. Afortunadamente, nuevas herramientas, como la secuenciación del genoma completo (metagenómica) están comenzando a descubrir las identidades de los virus del suelo. Muchos virus del suelo que se encuentran en los metagenomas del suelo son novedosos y diferentes a todo lo descrito anteriormente.
Los virus del suelo están influenciados por cantidades históricas de precipitación, como se muestra al comparar los tipos virales en suelos históricamente secos, irrigados e históricamente húmedos.
(Wu et al., 2021: https://doi.org/10.1128/mBio.02595-21)
Curiosamente, las diferencias en el entorno del suelo, como un cambio en la humedad del suelo, pueden influir en los tipos de virus y sus estrategias de vida. Por ejemplo, investigaciones recientes sugieren que a medida que el suelo se vuelve más seco, como se espera que suceda en muchos suelos debido al cambio climático, hay una transición del fago del suelo para ser lisogénico en lugar de lisar a sus huéspedes. Este cambio en la estrategia de vida viral tiene implicaciones en cómo las poblaciones bacterianas del suelo están reguladas por virus. Por el contrario, cuando los suelos son más húmedos, como en áreas con cantidades crecientes de precipitación, muchos virus del suelo se vuelven líticos y matan a sus huéspedes bacterianos. El proceso de lisado de las células bacterianas libera su contenido celular de nuevo en el hábitat del suelo. Estos contenidos de células muertas pueden ser reciclados por otros microorganismos, un proceso conocido como derivación viral. La derivación viral mantiene los nutrientes microbianos dentro de la red alimentaria microbiana, en lugar de permitir que los nutrientes sean consumidos por organismos superiores como protozoos, gusanos y plantas. Cómo la derivación viral afecta el ciclo del carbono del suelo es un área emocionante de la investigación actual. Nuestra reciente publicación resume el conocimiento actual sobre la diversidad viral del suelo y cómo los virus del suelo pueden verse afectados por el cambio climático.
Referencia:
Jansson, J.K., Wu, R. Diversidad viral del suelo, ecología y cambio climático. Nat Rev Microbiol (2022). https://doi.org/10.1038/s41579-022-00811-z
Diversidad viral del suelo, ecología y cambio climático
Nature Reviews Microbiología volume 21, pages296–311 (2023)Citar este artículo
Abstract
Los virus del suelo son muy abundantes y tienen un papel importante en la regulación de la dinámica del huésped y la ecología del suelo. El cambio climático está dando lugar a cambios sin precedentes en los ecosistemas del suelo y las formas de vida que residen allí, incluidos los virus. En esta revisión, exploramos nuestra comprensión actual de la diversidad viral y la ecología del suelo, y discutimos cómo el cambio climático (como eventos de sequía prolongada y extrema o más inundaciones y patrones de precipitación alterados) está influyendo en los virus del suelo. Finalmente, proporcionamos nuestra perspectiva sobre las necesidades futuras de investigación para comprender mejor cómo el cambio climático afectará la ecología viral del suelo.
Científicos descubren nuevos virus del suelo
El suelo es el héroe anónimo de nuestras vidas. Proporciona alimento a los cultivos para proporcionarnos alimentos, ofrece drenaje para el agua de lluvia en los acuíferos y es un hábitat para una variedad de organismos.
por Sarah Wong, Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico
A nivel microscópico, el suelo prospera con vida, albergando microbios, como hongos y bacterias, que trabajan en cooperación con las plantas. A pesar de ser una parte tan importante de nuestras vidas, no se sabe mucho sobre lo que existe exactamente debajo de la superficie de la Tierra.
En una nueva investigación del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL), los científicos utilizaron bioinformática y secuenciación profunda para identificar virus del suelo y comprender mejor sus funciones en la Tierra. La mayoría de estos virus infectan bacterias y, por lo tanto, se cree que desempeñan un papel importante en el mantenimiento de las poblaciones microbianas.
“Los virus abundan en la naturaleza”, dijo Janet Jansson, científica jefe de biología y becaria de laboratorio de PNNL. “Debido a que hay tantos de ellos en cada muestra de suelo, identificar diferentes virus se convierte en un desafío”.
Jansson trabajó con el científico computacional Ruonan Wu y la científica de la Tierra y líder del equipo de ciencia del microbioma Kirsten Hofmockel en la División de Ciencias Biológicas de PNNL para enfrentar este desafío.
Junto a colaboradores de la Universidad Estatal de Washington; Universidad de Ciencias y Salud de Oregón; Universidad del Estado de Iowa; y EMSL, el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía en PNNL; Los científicos del PNNL recolectaron muestras de suelo de pastizales en Washington, Iowa y Kansas y comenzaron una inmersión profunda en la composición del suelo. Aprovecharon las capacidades masivas de secuenciación de ADN del Instituto Conjunto del Genoma, el poder de cómputo del Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética y la experiencia multiómica de EMSL para descubrir virus del suelo previamente desconocidos. Sus resultados fueron publicados en mBio y Communications Biology .
Diferentes virus para diferentes climas.
Los científicos eligieron Washington, Iowa y Kansas para sus muestras de suelo porque cada lugar recibe una cantidad diferente de lluvia. El este de Washington es mucho más seco en comparación con Iowa, mientras que Kansas se encuentra en la encrucijada entre los dos en términos de humedad del suelo.
“Elegimos tomar muestras de lugares con diferentes cantidades de humedad del suelo para ver si esto marcaba una diferencia en los tipos y cantidades de virus allí”, dijo Wu. “El suelo más húmedo contiene más bacterias, y muchos virus del suelo infectan a las bacterias”.
Los científicos notaron que ciertos virus son mucho más abundantes en suelo seco que en suelo húmedo.
“En climas más secos, tiende a haber menos microbios, pero más diversos, en el suelo”, dijo Wu. “La relativa escasez de huéspedes bacterianos significa que lo mejor para el virus es mantener vivo al huésped”.
Los investigadores también descubrieron que en suelos más secos, era más probable que los virus contuvieran genes especiales que potencialmente podrían transferir a sus anfitriones bacterianos.
“Estos genes podrían potencialmente dar a sus anfitriones bacterianos ‘superpoderes‘”, dijo Jansson. “Estos genes de virus podrían transmitirse a sus anfitriones bacterianos para ayudarlos a sobrevivir en suelos secos”.
Aunque se necesita más investigación para comprender mejor el papel de estos genes virales especiales, la posibilidad de que puedan ser útiles para las bacterias que viven en el suelo es emocionante. Estos genes podrían ser útiles para las bacterias al aumentar su capacidad para reciclar el carbono y, por lo tanto, mejorar la salud del suelo.
DOI: 10.1016/J.Tim.2022.05.003. Epub 2022 26 de mayo.
El Viroma del Suelo
Diversidad en la virosfera del suelo: ¿hasta el infinito y más allá?
Simón Roux 1, Joanne B Emerson 2
Afiliaciones expandir: PMID: 35644779; DOI: 10.1016/j.tim.2022.05.003
Abstracto
Los virus son miembros clave de los microbiomas de la Tierra, dando forma a la composición y el metabolismo de la comunidad microbiana. Aquí, describimos los avances recientes en «virómica del suelo», es decir, análisis de metagenoma y metatranscriptoma centrados en virus que ofrecen ventanas sin precedentes a la virosfera del suelo. Dada la imagen emergente de alta actividad viral, diversidad y dinámica del suelo en escalas espaciotemporales cortas, luego describimos los procesos ecoevolutivos clave que hipotetizamos que son los principales impulsores de la diversidad de los virus del suelo. Argumentamos que se necesita un esfuerzo comunitario para establecer un «atlas global de la virosfera del suelo» que pueda usarse para abordar los roles de los virus en los microbiomas del suelo y los ciclos biogeoquímicos terrestres a través de escalas espaciotemporales.
Palabras llave: bacteriófagos; metagenómica; microbiomas del suelo; virus del suelo; ecología viral; virómica.
algún post precedente
La Virosfera, Los Suelos y la Biosfera
Las Bacterias del Suelo y sus Virus (Fagos): Estructuración de las Comunidades Microbianas del Suelo
Los Microorganismos del suelo y su Inmensa Diversidad: Sobre Bacterias, Hongos, Arqueas y Virus