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

Бiльше

roatanmarineparkadammoore
Benefits of Marine Reserves: What Divers Should Know

Переваги морських заповідників: що повинні знати дайвери

Від покращення біорізноманіття до стійкості до зміни клімату, дослідіть переваги морських заповідників і чому захист океанічних екосистем зараз важливий як ніколи раніше.

1 день тому
jman78
Kids Scuba Trips: Tips for Finding Family-Friendly Options

Дитячі поїздки з аквалангом: поради щодо пошуку варіантів для всієї родини

Плануєте дитячу поїздку з аквалангом? Дізнайтеся про найкращі місця для сімейного дайвінгу, поради щодо необхідного спорядження та як вибрати сертифіковані дайвінг-центри по всьому світу.

3 днів тому
predrag-vuckovic
How to Become a Freediving Instructor: A Six-Month Roadmap

Як стати інструктором з фрідайвінгу: шестимісячний план

Цікавитеся, як стати інструктором з фрідайвінгу? Цей шестимісячний посібник покаже вам курси, навички та кроки, які допоможуть вам стати професіоналом.

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

Як стати русалкою? Повний посібник

Як стати русалкою? Дізнайтеся все, що потрібно, щоб розпочати свою подорож русалкою вже сьогодні — навчання, навички, безпека та найкращі курси для русалок.

7 днів тому
mares
Best Gear for Scuba Diving Instructors: What the Pros Use

Найкраще спорядження для інструкторів з підводного плавання: що використовують професіонали

Отримайте найкраще спорядження, розроблене для інструкторів з підводного плавання — компенсатори плавучості, регулятори та комп’ютери професійного рівня, створені для щоденного навчання та роботи в складних умовах.

9 днів тому