Los virus gigantes contribuyen a la supervivencia de los organismos marinos unicelulares llamados protistos. Estos incluyen algas, amebas y flagelados, que constituyen la base de las redes tróficas oceánicas. Dado que estos protistos constituyen una parte importante de la cadena alimentaria, estos grandes virus de ADN suelen ser responsables de diversos riesgos para la salud pública, como las floraciones de algas nocivas.
por Diana Udel, Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas, Atmosféricas y de la Tierra
Un nuevo estudio realizado por científicos de la Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas, Atmosféricas y de la Tierra podría ayudar a desentrañar los numerosos tipos de virus presentes en nuestras vías fluviales y océanos. Este conocimiento podría ayudar a los líderes locales a prepararse mejor ante una posible proliferación de algas nocivas que afecte sus costas o ante la presencia de otros virus en bahías, ríos o lagos locales.
Utilizando métodos de computación de alto rendimiento, los investigadores identificaron 230 nuevos virus gigantes en conjuntos de datos metagenómicos marinos disponibles públicamente y caracterizaron sus funciones.
Publicados en la revista Nature npj Viruses, sus hallazgos incluyen el descubrimiento de nuevos genomas de virus gigantes previamente desconocidos en la literatura. Dentro de estos genomas, se caracterizaron 530 nuevas proteínas funcionales, incluyendo nueve proteínas involucradas en la fotosíntesis. Esto indica que estos virus podrían ser capaces de manipular a su huésped y el proceso de fotosíntesis durante la infección.
«Al comprender mejor la diversidad y el papel de los virus gigantes en el océano y cómo interactúan con las algas y otros microbios oceánicos, podemos predecir y posiblemente controlar las floraciones de algas nocivas , que representan un riesgo para la salud humana en Florida y en todo el mundo», afirmó Mohammad Moniruzzaman, coautor del estudio y profesor adjunto del Departamento de Biología Marina y Ecología. «Los virus gigantes suelen ser la principal causa de muerte de gran parte del fitoplancton, que constituye la base de la red trófica que sustenta los ecosistemas oceánicos y sus fuentes de alimento. Las nuevas funciones descubiertas en los virus gigantes podrían tener potencial biotecnológico, ya que algunas de estas funciones podrían representar enzimas novedosas».
Hasta hace poco, los virus gigantes pasaban prácticamente desapercibidos mediante métodos científicos debido a las limitaciones de los procesos bioinformáticos. Los investigadores crearon una herramienta innovadora llamada BEREN (Herramienta Bioinformática para la Recuperación de Virus Eucariotas a partir de Metagenes Ambientales), diseñada para identificar genomas de virus gigantes en extensos conjuntos de datos públicos de secuenciación de ADN.
Descubrimos que los virus gigantes poseen genes implicados en funciones celulares como el metabolismo del carbono y la fotosíntesis, tradicionalmente presentes solo en organismos celulares, afirmó Benjamin Minch, autor principal del estudio y estudiante de doctorado del Departamento de Biología Marina y Ecología de la Escuela Rosenstiel. «Esto sugiere que los virus gigantes desempeñan un papel fundamental en la manipulación del metabolismo de su huésped durante la infección e influyen en la biogeoquímica marina».
Los autores utilizaron la supercomputadora Pegasus de la Universidad de Miami en el Instituto Frost de Ciencias de Datos y Computación (IDSC) para procesar y ensamblar metagenomas grandes (que a menudo superan una gigabase por biblioteca), lo que permitió la reconstrucción de cientos de bibliotecas comunitarias microbianas.
«Este estudio nos permitió crear un marco para mejorar las herramientas existentes de detección de nuevos virus, lo que podría contribuir a nuestra capacidad de monitorear la contaminación y los patógenos en nuestras vías fluviales», añadió Minch.
El equipo de investigación descargó datos de secuenciación de ADN de nueve grandes proyectos globales de muestreo oceánico que abarcan de polo a polo. Utilizando BEREN, recuperaron genomas de virus gigantes a partir de los datos. Posteriormente, los genomas se anotaron utilizando bases de datos de funciones genéticas disponibles públicamente para caracterizar las funciones codificadas por estos virus. Estos genomas se compararon con todos los representantes de virus gigantes disponibles actualmente para identificar nuevas funciones.
El programa BEREN, utilizado para facilitar esta investigación, cubre una necesidad en el campo de la investigación al proporcionar una herramienta integral y fácil de usar para identificar y clasificar virus gigantes en conjuntos de datos de secuenciación. BEREN está disponible para cualquier usuario y se puede descargar en: gitlab.com/benminch1/BEREN
El estudio, titulado » Expansión de la diversidad genómica y funcional de los virus gigantes oceánicos globales «, se publicó el 21 de abril de 2025 en la revista Nature npj Viruses. Los autores son Benjamin Minch y Mohammad Moniruzzaman, de la Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas, Atmosféricas y de la Tierra de la Universidad de Miami.
Más información: Benjamin Minch et al., Expansión de la diversidad genómica y funcional de los virus gigantes oceánicos globales, npj Viruses (2025). DOI: 10.1038/s44298-025-00122-z
