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

เพิ่มเติม

wei-shang
How Can You Become a Mermaid? The Ultimate Guide

คุณจะเป็นนางเงือกได้อย่างไร? คู่มือฉบับสมบูรณ์

คุณจะเป็นนางเงือกได้อย่างไร? ค้นพบทุกสิ่งที่คุณต้องการเพื่อเริ่มต้นเส้นทางการเป็นนางเงือกวันนี้ ทั้งการฝึกอบรม ทักษะ ความปลอดภัย และหลักสูตรนางเงือกที่ดีที่สุด

วันนี้
mares
Best Gear for Scuba Diving Instructors: What the Pros Use

อุปกรณ์ที่ดีที่สุดสำหรับผู้สอนดำน้ำ: สิ่งที่มืออาชีพใช้

รับอุปกรณ์ที่ดีที่สุดที่ออกแบบมาสำหรับผู้สอนดำน้ำลึก ได้แก่ BCD ระดับมืออาชีพ ตัวควบคุม และคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นเพื่อรับมือกับการสอนในแต่ละวันและสภาวะที่ยากลำบาก

2 วันที่ผ่านมา
iStock-LUNAMARINA
8 Best Places to Go Freediving in Florida

8 สถานที่ที่ดีที่สุดสำหรับการดำน้ำแบบฟรีไดฟ์ในฟลอริดา

การดำน้ำฟรีไดฟ์ในฟลอริดามีความหลากหลายที่หาที่เปรียบไม่ได้ ทั้งน้ำพุใส แนวปะการัง ถ้ำ และระบบนิเวศชายฝั่งที่เข้าถึงได้ง่าย ค้นพบจุดดำน้ำที่ดีที่สุดได้ที่นี่

4 วันที่ผ่านมา
Shutterstock-leoks
Scuba Diving in Crete: Discover Greece's Stunning Blue Waters

ดำน้ำลึกในครีต: ค้นพบน้ำทะเลสีฟ้าอันน่าทึ่งของกรีซ

ค้นพบการดำน้ำลึกที่เกาะครีต ตั้งแต่ถ้ำที่สว่างไสวไปจนถึงซากเรืออับปางสมัยสงครามโลกครั้งที่ 2 และแนวปะการังที่อุดมสมบูรณ์ สำรวจน้ำทะเลสีฟ้าใสดุจคริสตัลและสิ่งมหัศจรรย์ที่ซ่อนเร้นของกรีซได้ที่นี่

6 วันที่ผ่านมา
fred_buyle
How to Start Freediving: Beginner's Guide to the Top Programs

วิธีเริ่มต้นการดำน้ำแบบฟรีไดฟ์: คู่มือสำหรับผู้เริ่มต้นสู่โปรแกรมยอดนิยม

เรียนรู้วิธีเริ่มต้นดำน้ำฟรีไดฟ์อย่างมั่นใจ ค้นพบโปรแกรมยอดนิยม สิ่งที่คาดหวัง และวิธีเลือกโปรแกรมดำน้ำฟรีไดฟ์ที่เหมาะกับคุณ

8 วันที่ผ่านมา