Viruses affect functions in the marine ecosystem

environmentmarine lifeoceanmarine ecosystemviruses
Scientists take water samples to test for unicellular predators, photo: © Marie Cuvelier

Scientists are showing a new picture of the role of viruses in the sea Viruses are known primarily as pathogens of diseases. Scientists of the GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel are now showing in cooperation with other German and international partners how viruses also influence the ecology of unicellular marine predators. This sheds new light on the role of viruses in ocean ecosystems. The oceans not only harbour large predators such as sharks. Also in the realm of microorganisms, some species feed on other living things. Collar flagellates, called in the jargon Choanoflagellaten, belong to these unicellular robbers. They are widespread in the sea and eat bacteria and small algae. Choanoflagellates are considered to be the closest living unicellular animal relatives and may become multicellular. For this reason, they are intensively researched to understand how multicellular organisms - including humans - have emerged. Under the direction of Professor Alexandra Z. Worden (GEOMAR / Monterey Bay Aquarium Research Institute, MBARI, USA), a team of scientists has now gained initial insights into the interaction of choanoflagellates and viruses. In a multi-year effort, the team succeeded in detecting the genome of a giant virus in the unicellular predators. The genome of the viruses had a size and a gene number comparable to the smaller bacteria. Even more surprising, however, were the many functions that the genome encodes. The study has now been published in the international journal Proceedings of the National Academy of Sciences USA. For the study, the scientists used high-tech instruments at sea time and again to record all predatory protozoa in the water using a laser-based visualization system. Then they separated these cells individually from other microbes. "Each individual wild-type predator cell was subsequently sequenced. A sample from the Pacific Ocean was dominated by an uncultured species of choanoflagellate, "explains Professor Worden. In these cells Dr. David Needham, first author of the study, the genome sequence of a giant virus. He was able to show that the virus encodes genes for microbial rhodopsin proteins and associated pigments. This composition of genes has never been proven in viruses. Other types of rhodopsin proteins are responsible for the perception of light as pigments in the eyes of many animals. In parallel with genome studies, evolutionary biology, and the spread of the virus, teams at the University of Tokyo, the RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research, and other Japanese institutions analyzed the crystal structure of the protein and showed that it functions as a light-driven proton pump. "The work proves that the choanoflagellates, which otherwise feed predatorically on other organisms, also use sunlight as an energy source if they are infected with the virus," emphasizes Professor Worden. The researchers also expanded their knowledge of the distribution of these genes in giant viruses in the oceans - and showed that the rhodopsin proteins in eukaryotic cells probably have many specialized roles. Not yet clarified is the exact role of the virus in the host cell. "Is it for the energy transfer? Or a new light sensor that may promote motility or other behaviours?", Professor Worden sums up these important questions. More Information: https://www.geomar.de.

Preparing to collect water samples during dusk, photo: © Alexandra Z. Worden

บทความนี้ได้รับการแปลโดยอัตโนมัติและอาจมีข้อผิดพลาดเล็กน้อย โปรดอ้างอิงจากฉบับภาษาอังกฤษต้นฉบับหากมีข้อสงสัย

เพิ่มเติม

predrag_vuckovic
Static Apnea Training: 9 Tips to Improve Your Breath Hold
AI KB

การฝึกภาวะหยุดหายใจแบบคงที่: 9 เคล็ดลับเพื่อพัฒนาการกลั้นหายใจของคุณ

ปรับปรุงการฝึกภาวะหยุดหายใจขณะหยุดหายใจด้วย 9 เคล็ดลับปฏิบัติสำหรับการควบคุมการกลั้นหายใจ การผ่อนคลาย การทนต่อ CO₂ การฟื้นตัว และการฝึกดำน้ำแบบฟรีไดฟ์อย่างปลอดภัยยิ่งขึ้น

1 วันที่ผ่านมา
Sea Turtle Conservation: How TurtleWatch Egypt 2.0 Protects Red Sea Turtles
AI KB

การอนุรักษ์เต่าทะเล: โครงการ TurtleWatch Egypt 2.0 ปกป้องเต่าทะเลในทะเลแดงอย่างไร

เรียนรู้ว่า TurtleWatch Egypt 2.0 สนับสนุนการอนุรักษ์เต่าทะเลในทะเลแดงอย่างไร และนักดำน้ำสามารถช่วยปกป้องเต่าทะเลผ่านวิทยาศาสตร์พลเมืองได้อย่างไร

5 วันที่ผ่านมา
iStock-Extreme-Photographer
Biggest Sea Creatures: 10 Ocean Giants Divers May Encounter
AI KB

สิ่งมีชีวิตในทะเลที่ใหญ่ที่สุด: 10 ยักษ์ใหญ่แห่งมหาสมุทรที่นักดำน้ำอาจพบเจอ

ค้นพบสิ่งมีชีวิตในทะเลที่ใหญ่ที่สุดในมหาสมุทร ตั้งแต่ปลาวาฬสีน้ำเงินและฉลามวาฬไปจนถึงกระเบนราหู เต่า ฉลาม และสัตว์ยักษ์อื่นๆ ในมหาสมุทรที่นักดำน้ำอาจพบเจอ

9 วันที่ผ่านมา
mares-janez-kranjc
Wreck Diving in the Bay of Kotor: The Ship That Sank Twice
AI KB

การดำน้ำสำรวจซากเรือในอ่าวโคเตอร์: เรือที่จมลงสองครั้ง

สำรวจการดำน้ำชมซากเรือในอ่าวโคเตอร์ ที่ซึ่งจักรพรรดิฟรานซ์ โจเซฟที่ 1 แห่งออสเตรีย หลับใหลอยู่ในฐานะซากเรือประวัติศาสตร์ในทะเลเอเดรียติกที่จมลง

19 วันที่ผ่านมา
SSI
Lifeguard Skills: 7 Essential Skills Beyond the Beach
AI KB

ทักษะสำหรับผู้ช่วยชีวิต: 7 ทักษะสำคัญนอกเหนือจากชายหาด

ค้นพบ 7 ทักษะของเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยทางน้ำที่คุณสามารถนำไปใช้ได้นอกชายหาด ตั้งแต่การปฐมพยาบาลเบื้องต้นและการช่วยฟื้นคืนชีพ (CPR) ไปจนถึงความปลอดภัยในน้ำ ภาวะผู้นำ และการตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉิน

22 วันที่ผ่านมา