Invisible War Rages in den Weltmeeren

Die Entdeckung neuer Viren, die sich auf den Weltmeeren zu verbreiten scheinen, deutet auf einen Krieg zwischen solchen Viren und ihrer Beute hin: eine reichliche Gruppe von Bakterien.

Die Bakterien, die gemeinsam als SAR11 bekannt sind, sind die am häufigsten vorkommenden Organismen, die im Meerwasser vorkommen.

"Sie sind überall, von der Oberfläche bis zum Boden, von Pol zu Pol", sagte Studienforscher Stephen Giovannoni, Professor für Mikrobiologie an der Oregon State University, und fügte hinzu, dass SAR11-Mikroben am häufigsten in den warmen Gewässern von Meereswirbeln vorkommen rotierende Ströme, wo sie bis zu 40 Prozent der Planktonzellen ausmachen können.

Bakterien Killer

Im Jahr 1990 identifizierte Giovannonis Labor diese Mikroben zunächst mit DNA (dem genetischen Code Desoxyribonukleinsäure), die in Wasser gefunden wurde, das in der Nähe von Bermuda in der Sargassosee gesammelt wurde. Mikroben in dieser Gruppe wurden später in Gewässern auf der ganzen Welt identifiziert.

In jüngerer Zeit identifizierte das Team von Giovannoni unter Verwendung von Proben, die aus der Sargasso-See sowie aus den Küstengewässern von Oregon gewonnen wurden, die vier neuen Viren, die, wie das Team fand, SAR11-Zellen in Laborexperimenten töteten. Sie nannten die Viren "Pelagiphagen", weil sie Bakterien im offenen Ozean infizieren.

Das Team sequenzierte die Genome dieser Pelagiphagen und verglich diese mit der DNA anderer Viren. Sie fanden Ähnlichkeiten zwischen den Pelagiphagen und Viren, die andere ozeanische Bakterien angreifen. Einer der neuen Viren war jedoch so neu, dass er eine neue Unterfamilie von so genannten Podoviren schuf.

Um eine Vorstellung von der geographischen Verbreitung dieser Pelagischäten und ihrer nahen Verwandten zu bekommen, verglichen die Forscher ihre Sequenzen mit viralem genetischem Material, das in Proben aus dem Pazifik und anderswo enthalten ist.

Ihre Ergebnisse weisen darauf hin, dass dies die häufigsten Meeresviren sind, die bisher beobachtet wurden, so Giovannoni gegenüber LiveScience.

Erklärung des Erfolgs von SAR11

Die Entdeckung bietet Hinweise auf den Erfolg von SAR11. Während einige darüber spekulierten, dass die Menge an SAR11-Mikroben durch die Fähigkeit der Bakterien entstanden ist, Räubern wie Viren zu entkommen, haben Giovannoni und Kollegen vorgeschlagen, dass Mikroben in der Lage sind, durch Umwandlung organischer Kohlenstoffmoleküle - gelöst, brütenartig, in Meerwasser - zu wachsen. in Kohlendioxid. (SAR11-Mikroben spielen vermutlich eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf des Planeten.)

Die Entdeckung von reichlich vorhandenen Viren, die SAR11 angreifen, unterstützt die letztere Theorie über den Erfolg der Bakterien, sagte Giovannoni.

"Sie können durch die Viren getötet werden, aber sie sind immer noch erfolgreich, weil sie immer wachsen", sagte er.

Viren und ihre Hosts führen oft ein evolutionäres Wettrüsten durch. In einem Artikel, der am Donnerstag (14. Februar) von der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, schlagen Giovannoni und Kollegen vor, dass die Fülle an SAR11-Zellen ihnen einen Vorteil verschaffen könnte, indem sie es einfacher machen, hilfreiche DNA miteinander zu teilen, eine gemeinsame bakterielle Strategie. Dieser genetische Austausch ermöglicht es den Bakterien, sich an die Viren anzupassen, die dann ihren Gegenangriff anpassen müssen.

Der Wert der Old-School-Technik

Giovannoni bemerkte, dass das Team eine Kombination aus genomischer Analyse und traditionellen Labortechniken für diese Forschung verwendet hatte.

Da die Kosten für die Generierung genetischer Sequenzdaten sinken, wenden sich die Forscher mehr und mehr dieser Technologie zu. Aber die altmodische Laborarbeit, bei der Viren, die aus dem Meerwasser in Kulturen von SAR11-Zellen isoliert wurden, getestet wurden, war ein entscheidender Teil dieser Forschung, sagte er.

Während die genomische Analyse - die den genetischen Bauplan oder das Genom eines Organismus betrachtet - ein mächtiges Werkzeug ist, hat es Grenzen, so Giovannoni. Einer der Viren war so neu in der Wissenschaft, dass seine DNA-Sequenz mit den am weitesten verbreiteten Methoden der DNA-Analyse nicht identifiziert werden konnte; Nur ein neues und besonders leistungsfähiges Analysewerkzeug ermöglichte es den Forschern, Gene zu erkennen, die entfernt mit denen anderer Viren verwandt waren, sagte er zu LiveScience.

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