Uma equipe internacional de biólogos marinhos descobriu os restos de antigos vírus de RNA embutidos no DNA de organismos simbióticos que vivem dentro de corais construtores de recifes.
Os fragmentos de RNA são de vírus que infectaram os simbiontes há 160 milhões de anos. A descoberta é descrita em um estudo de acesso aberto publicado esta semana na revista Nature. Biologia da Comunicação, e pode ajudar os cientistas a entender como os corais e seus parceiros combatem as infecções virais hoje. Mas foi uma descoberta surpreendente porque a maioria dos vírus de RNA não são conhecidos por se incorporarem ao DNA dos organismos que infectam.
A pesquisa mostrou que os elementos virais endógenos, ou EVEs, aparecem amplamente nos genomas dos simbiontes de corais. Conhecidas como dinoflagelados, as algas unicelulares vivem dentro dos corais e fornecem suas cores dramáticas. A descoberta do EVE ressalta observações recentes de que outros vírus além dos retrovírus podem integrar fragmentos de seu código genético nos genomas de seus hospedeiros.
“Então, por que ele entrou lá?” perguntou a coautora do estudo, Adrienne Correa, da Rice University. “Pode ser apenas um acidente, mas as pessoas estão começando a descobrir que esses ‘acidentes’ são mais frequentes do que os cientistas acreditavam anteriormente, e foram encontrados em todos os tipos de hospedeiros, de morcegos a formigas, plantas e algas”.
O fato de um vírus de RNA aparecer em simbiontes de coral também foi uma surpresa.
“Foi isso que tornou este projeto tão interessante para mim”, disse o principal autor do estudo, Alex Veglia, aluno de pós-graduação do grupo de pesquisa de Correa. “Não há realmente nenhuma razão, com base no que sabemos, para que esse vírus esteja no genoma dos simbiontes”.
O estudo foi apoiado pela Tara Ocean Foundation e pela National Science Foundation e liderado por Correa, Veglia e dois cientistas da Oregon State University, a estudiosa de pós-doutorado Kalia Bistolas e a ecologista marinha Rebecca Vega Thurber. A pesquisa fornece pistas que podem ajudar os cientistas a entender melhor o impacto ecológico e econômico dos vírus na saúde dos recifes.
Os pesquisadores não encontraram EVEs de vírus de RNA em amostras de água do mar filtrada ou nos genomas de corais duros, hidrocorais ou águas-vivas livres de dinoflagelados. Mas os EVEs foram difundidos em simbiontes de corais que foram coletados em dezenas de locais de recifes de corais, o que significa que os vírus patogênicos eram – e provavelmente permanecem – exigentes sobre seus hospedeiros-alvo.
“Existe uma enorme diversidade de vírus no planeta”, disse Correa, professor assistente de biociências. “Alguns sabemos muito, mas a maioria dos vírus não foi caracterizada. Podemos ser capazes de detectá-los, mas não sabemos quem os hospeda.”
Ela disse que os vírus, incluindo os retrovírus, têm muitas maneiras de se replicar infectando os hosts. “Uma razão pela qual nosso estudo é legal é porque esse vírus de RNA não é um retrovírus”, disse Correa. “Dado isso, você não esperaria que ele se integrasse ao DNA do hospedeiro.
“Por alguns anos, vimos uma tonelada de vírus em colônias de corais, mas é difícil dizer com certeza o que eles estavam infectando”, disse Correa. “Portanto, esta é provavelmente a melhor e mais concreta informação que temos para o hospedeiro real de um vírus associado a uma colônia de corais. Agora podemos começar a perguntar por que o simbionte mantém esse DNA ou parte do genoma. Por que ele não perdeu um Há muito tempo?”
A descoberta de que os EVEs foram conservados por milhões de anos sugere que eles podem ser de alguma forma benéficos para os simbiontes de coral e que existe algum tipo de mecanismo que impulsiona a integração genômica dos EVEs.
“Há muitos caminhos que podemos seguir a seguir, como se esses elementos estão sendo usados para mecanismos antivirais nos dinoflagelados e como eles provavelmente afetam a saúde dos recifes, especialmente à medida que os oceanos esquentam”, disse Veglia.
“Se estamos lidando com um aumento na temperatura da água do mar, é mais provável que as espécies de Symbiodiniaceae contenham esse elemento viral endógeno? Ter EVEs em seus genomas melhora suas chances de combater infecções de vírus de RNA contemporâneos?” ele disse.
“Em outro artigo, mostramos que houve um aumento nas infecções virais de RNA quando os corais sofreram estresse térmico. Portanto, há muitas partes móveis. E esta é outra boa peça desse quebra-cabeça”.
Correa disse: “Não podemos supor que esse vírus tenha um efeito negativo. Mas, ao mesmo tempo, parece que está se tornando mais produtivo sob essas condições de estresse de temperatura”.
Thurber é Emile F. Pernot Distinguished Professor no Departamento de Microbiologia do Estado de Oregon.
O estudo incluiu mais de 20 co-autores da Universidade de Konstanz, Alemanha; o Instituto de Microbiologia e Instituto Suíço de Bioinformática, Zurique; a Universidade de Perpignan, França; o Centro Científico de Mônaco; a Université Paris-Saclay, Evry, França; a Fundação Tara Ocean, Paris; a Universidade do Maine; Universidade Sorbonne, França; a Universidade de Tsukuba, Japão; Universidade de Ciências e Letras de Paris, França; a Universidade de Paris-Saclay; o Instituto de Ciências Weizmann, Rehovot, Israel; Universidade Côte d’Azur, Nice, França; o Instituto Europeu de Bioinformática, Universidade de Cambridge, Inglaterra; Universidade Estadual de Ohio; e a Universidade Nacional da Irlanda, Galway.
O apoio da National Science Foundation foi fornecido por três bolsas (2145472, 2025457, 1907184).