Incrível descoberta de vírus fornece pistas sobre as complexas origens da vida

Concepção artística de “A Origem da Vida”.

A primeira descoberta de vírus que infectam um grupo de micróbios que pode incluir Os ancestrais da vida complexa Cientistas da Universidade do Texas em Austin (UT Austin) foram encontrados Relatório dentro Microbiologia da Natureza. A descoberta surpreendente fornece pistas tentadoras sobre as origens da vida complexa e sugere novas direções para investigar a hipótese de que os vírus foram essenciais para a evolução dos seres humanos e outras formas de vida complexas.

Há uma hipótese bem fundamentada de que todas as formas de vida complexas, como humanos, estrelas do mar e árvores – que são caracterizadas por células com núcleo e são chamadas de eucariotos – surgiram quando Archaea e bactérias se fundem para formar um organismo híbrido. Pesquisa recente Sugere-se que os primeiros eucariotos sejam descendentes diretos do chamado Asgard archaea. A pesquisa mais recente, conduzida por Ian Rambo (ex-aluno de doutorado da Universidade de Austin) e outros membros do Laboratório Brett Baker, também destaca o papel dos vírus nessa história de bilhões de anos.

Vírus que infectam ASGARD archaea

Comparação de todos os genomas de vírus conhecidos. Esses vírus com genomas semelhantes são agrupados, incluindo aqueles que infectam bactérias (esquerda) e eucariotos (centro direito e inferior). Os vírus que infectam Asgard archaea são únicos daqueles descritos anteriormente. Crédito: Universidade do Texas em Austin

“Este estudo abre as portas para uma melhor solução para a origem dos eucariotos e para uma compreensão do papel dos vírus no ambiente e na evolução da Asgard archaea”, disse Rambo. “Existe uma hipótese de que os vírus podem ter contribuído para o surgimento de vida celular complexa.”

Alvin submersível

Pesquisadores da UT Austin usaram o submersível Alvin para coletar sedimentos e amostras microbianas de 2.000 metros (6.600 pés) de profundidade no Golfo da Califórnia. Crédito: Brett Baker

Rambo aponta para uma hipótese controversa chamada formação de eucariotos virais. Ela sugere que, além de bactérias e archaea, os vírus podem ter contribuído com alguns componentes genéticos para o desenvolvimento de eucariotos. Embora esta última descoberta não resolva essa controvérsia, ela fornece algumas evidências interessantes.

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Vírus recentemente descobertos que infectam Asgard archaea vivos têm algumas características semelhantes aos vírus que infectam eucariotos, incluindo a capacidade de transcrevê-los.[{” attribute=””>DNA and hijack protein modification systems of their hosts. The fact that these recovered Asgard viruses display characteristics of both viruses that infect eukaryotes and prokaryotes, which have cells without a nucleus, makes them unique since they are not exactly like those that infect other archaea or complex life forms.

“The most exciting thing is they are completely new types of viruses that are different from those that we’ve seen before in archaea and eukaryotes, infecting our microbial relatives,” said Baker, associate professor of marine science and integrative biology and corresponding author of the study.

The Asgard archaea, which probably evolved more than 2 billion years ago and whose descendants are still living, have been discovered in deep-sea sediments and hot springs around the world, but so far only one strain has been successfully grown in the lab. To identify them, scientists collect their genetic material from the environment and then piece together their genomes. In this latest study, the researchers scanned the Asgard genomes for repeating DNA regions known as CRISPR arrays, which contain small pieces of viral DNA that can be precisely matched to viruses that previously infected these microbes. These genetic “fingerprints” allowed them to identify these stealthy viral invaders that infect organisms with key roles in the complex origin story of eukaryotes.

Alvin Submersible in Gulf of California

Researchers from UT Austin used the Alvin submersible to collect sediment samples and microbes from 2000m (6600 feet) deep in the Gulf of California. Credit: Brett Baker

“We are now starting to understand the implication and role that viruses could have had in the eukaryogenesis puzzle,” said Valerie De Anda, a research associate at UT Austin and co-author of the study.

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Reference: “Genomes of six viruses that infect Asgard archaea from deep-sea sediments” 27 June 2022, Nature Microbiology.
DOI: 10.1038/s41564-022-01150-8

The other co-authors of the study are Pedro Leão, a postdoctoral research fellow at UT Austin, and Marguerite Langwig, formerly a master’s student at UT Austin and currently a doctoral candidate at the University of Wisconsin-Madison. This work was supported by the Moore and Simons Foundations.

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