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

Ця стаття була автоматично перекладена та може містити незначні неточності; у разі сумнівів зверніться до оригінальної англійської версії.

Бiльше

Adam-Moore
How to Become a Professional Diver with Purpose: Turning Passion into Impact
AI KB

Як стати професійним дайвером з метою: перетворити пристрасть на результат

Дізнайтеся, як стати професійним дайвером за допомогою цього покрокового керівництва. Вивчіть шляхи навчання, варіанти кар'єри та навички, необхідні для того, щоб перетворити дайвінг на цілеспрямовану кар'єру.

2 днів тому
predrag-vuckovic
Frenzel Equalization Explained: What It Is and How It Works
AI KB

Пояснення вирівнювання Френзеля: Що це таке і як воно працює

Дізнайтеся, що таке еквалайзер Френцеля, як він працює і чому Freedivers використовують цю техніку для ефективного вирівнювання і захисту вух під водою.

6 днів тому
Coral-olga-ga-unsplash
How Grenada's Underwater Art Park Is Supporting Coral Recovery
AI KB

Як підводний арт-парк Гренади підтримує відновлення коралових рифів

Дізнайтеся, як підводне мистецтво в Гренаді допомагає відновлювати коралові рифи. Дізнайтеся про проект зі створення штучних рифів, чому він важливий для дайверів і як до нього долучитися.

9 днів тому
jakob-owens-unsplash
World Shootout Marks 20 Years with Image of the Two Decades
AI KB

World Shootout відзначає 20 років із зображенням двох десятиліть

Дізнайтеся про World Shootout's Image of the Two Decades, включаючи ключові дати, процес суддівства і те, як підводна фотографія формує дайвінг.

12 днів тому
Andi-Cross
How to Become a Diver with No Experience: Step-by-Step Guide
AI KB

Як стати дайвером без досвіду: Покрокове керівництво

Дізнайтеся, як стати дайвером за допомогою цього чіткого, покрокового керівництва. Дізнайтеся про навчання, необхідне спорядження та практичні поради, щоб впевнено почати занурення з аквалангом.

15 днів тому