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

Bài viết này được dịch tự động và có thể chứa một số lỗi nhỏ; vui lòng tham khảo bản gốc tiếng Anh nếu có thắc mắc.

Xem thêm

iStock-RomoloTavani
Diving Grand Cayman: Your Ultimate Guide to a Classic Caribbean Destination
AI KB

Lặn ở Grand Cayman: Hướng dẫn toàn diện về điểm đến cổ điển ở vùng Caribê

Ca lặn ở Grand Cayman? Khám phá làn nước trong vắt, các điểm lặn dọc vách đá, xác tàu Kittiwake, Stingray City, ca lặn từ bờ, đời sống biển, khóa Huấn luyện SSI và các mẹo du lịch.

Hôm nay
SSI_wei_shang-min
Mermaid Professional: Tools to Build a Mermaid Career
AI KB

Người cá Chuyên gia: Công cụ để xây dựng sự nghiệp người cá

Bạn muốn trở thành một chuyên gia người cá? Khám phá các khóa Huấn luyện, trang thiết bị, chương trình rèn luyện thể lực, mẹo xây dựng hồ sơ và các tài nguyên của SSI để xây dựng một sự nghiệp người cá an toàn.

2 ngày trước
mares
How Deep Can Scuba Divers Go? Scuba Diving Depth Limits Explained
AI KB

Người lặn bình khí có thể lặn sâu đến mức nào? Giải thích về giới hạn độ sâu khi lặn bình khí

Bạn đang thắc mắc người lặn bình khí có thể lặn sâu đến mức nào? Tìm hiểu về giới hạn độ sâu lặn bình khí, độ sâu lặn giải trí, giới hạn độ sâu cho người mới bắt đầu và thời điểm bắt đầu lặn kỹ thuật.

4 ngày trước
Shutterstock-Andrea_Izzotti
How to Become a Mermaid: Training and Certification
AI KB

Cách trở thành Người cá (Mermaid): Huấn luyện và Chứng chỉ

Bạn đang thắc mắc làm thế nào để trở thành người cá? Hãy tìm hiểu cách Huấn luyện SSI Người cá giúp phát triển kỹ năng sử dụng đuôi, kiểm soát hơi thở, an toàn và Chứng chỉ Người cá.

6 ngày trước
predrag-vuckovic
Medical Evacuation Insurance for Remote Diving Trips
AI KB

Bảo hiểm sơ tán y tế cho các chuyến lặn ở vùng sâu vùng xa

Đang lên kế hoạch cho các chuyến lặn xa? Tìm hiểu lý do tại sao bảo hiểm sơ tán y tế lại quan trọng đối với người lặn, từ bệnh giảm áp đến hỗ trợ sơ tán.

8 ngày trước