En la vida microscópica que prospera alrededor de los arrecifes de coral, los investigadores de la Universidad Estatal de San Diego han descubierto una interacción entre virus y microbios que desafía la sabiduría convencional. A medida que aumenta la densidad de microbios en un ecosistema, aumenta la cantidad de virus que infectan a esos microbios.En general, se ha asumido que esta creciente población de virus, a su vez, mata a más y más microbios, manteniendo a la población microbiana bajo control. Es un modelo conocido como "matar al ganador": los ganadores son las células microbianas en flory los asesinos son los virus principalmente virus que matan bacterias conocidos como bacteriófagos que los infectan
Sin embargo, un estudio reciente de la dinámica del virus-huésped cerca de los arrecifes de coral dirigido por virólogos de SDSU sugiere que, bajo ciertas condiciones, los virus pueden cambiar su estrategia de infección. A medida que los microbios huéspedes potenciales se vuelven más numerosos, algunos virus renuncian a una rápida replicación y optan porresidir pacíficamente dentro de su host, reduciendo así el número de virus. En un estudio publicado hoy en la revista Naturaleza los investigadores se refieren a este modelo alternativo como "piggyback-the-winner", y podría tener implicaciones para la medicina basada en fagos y la resistencia del ecosistema frente a las perturbaciones ambientales que promueven las floraciones microbianas.
Las explosiones de población microbiana pueden tomar muchas formas: las floraciones de algas en el océano y en los lagos, las plagas fúngicas en el suelo y la infección bacteriana en los humanos son solo algunos ejemplos, y la forma en que los virus responden a este rápido crecimiento microbiano ha interesado a los ecólogos desde hace mucho tiempo.Muchos virus pueden hacer el cambio entre la replicación rápida y la coexistencia latente. Durante décadas, la mayoría de los investigadores han asumido que durante el auge de la población microbiana, sus virus aprovechan la oportunidad de multiplicarse al matar a los abundantes ganadores microbianos.
"Matar al ganador parece tener sentido", dijo Ben Knowles, un ecologista viral de SDSU y autor principal del estudio. "La lógica detrás de esto ha existido por un tiempo. El razonamiento es muy seductor".
Knowles, junto con la otra autora principal del estudio, la investigadora postdoctoral de SDSU Cynthia Silveira, y un equipo internacional de colaboradores con experiencia que abarca desde matemáticas, física y estadística hasta ecología y biología molecular, decidieron poner a prueba este modelo.muestras de agua de mar rica en microbios cerca de los arrecifes de coral en los océanos Pacífico y Atlántico. Luego, utilizando una combinación de técnicas microscópicas y genómicas, analizaron esas muestras para determinar la abundancia y la naturaleza de los microbios y los virus que los infectan.
Según el modelo de matar al ganador, los investigadores esperarían encontrar más virus por microbio en muestras con una alta densidad microbiana y tasas de crecimiento. Sin embargo, lo que Knowles y su equipo encontraron fue todo lo contrario: a medida que aumentaba la abundancia microbiana,la relación virus / microbio disminuyó significativamente.
A continuación, Knowles y su equipo realizaron un experimento en el que incubaron agua de mar de una ubicación de arrecife de coral prístino y de Mission Bay en San Diego durante varios días, durante el cual monitorearon la abundancia viral y microbiana. Los resultados coincidieron con su muestreo de campo,con números de virus que permanecen relativamente bajos incluso cuando las poblaciones microbianas florecieron
¿Por qué los virus no explotaron a la creciente población de huéspedes al infectarlos y multiplicarse rápidamente? ¿Por qué no estaban matando al ganador? Explorando este fenómeno aún más, los investigadores utilizaron análisis metagenómicos para determinar si los virus en la muestra mostraban virulento, rasgos depredadores o los rasgos distintivos de los estilos de vida no depredadores. Curiosamente, encontraron que en las muestras con un mayor recuento de microbios, las comunidades virales se volvieron menos virulentas.
En lugar de multiplicarse y matar a su población de huéspedes en auge, más virus se integran en su huésped. Los virus se replican más lentamente, pero también evitan competir con otros virus y tener que navegar con las propias defensas de inmunidad del huésped.El modelo piggyback-the-winner explica mejor la dinámica del virus-host durante los períodos de rápido crecimiento microbiano que el modelo establecido de kill-the-winner, dijeron los investigadores.
"Cuando tienes un host de rápido crecimiento, si eres un virus, sacas más provecho de la integración", dijo Knowles. "Es solo un parasitismo inteligente".
Una mejor comprensión de estas dinámicas es prometedora para mejorar la salud humana. Por ejemplo, se han sugerido fagos especialmente dirigidos como una posible terapia para afecciones como la fibrosis quística, que es causada por infecciones pulmonares bacterianas frecuentes. Este descubrimiento también podría ayudar a mejorar el medio marinocomprensión de los ecologistas de las fuerzas microbiológicas que influyen en la salud de los arrecifes de coral.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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