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

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

Huấn luyện lặn tự do tĩnh: 9 mẹo để cải thiện khả năng nín thở

Nâng cao kỹ năng lặn tự do tĩnh của bạn với 9 mẹo thực tế về kiểm soát hơi thở, thư giãn, khả năng chịu đựng CO₂, phục hồi và thực hành lặn tự do an toàn hơn.

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

Bảo tồn rùa biển: Cách TurtleWatch Egypt A 2.0 bảo vệ rùa biển Đỏ

Tìm hiểu cách TurtleWatch Egypt A 2.0 hỗ trợ bảo tồn rùa biển ở Biển Đỏ và cách người lặn có thể giúp bảo vệ rùa biển thông qua khoa học công dân.

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

Những sinh vật biển khổng lồ nhất: 10 loài khổng lồ dưới đại dương mà người lặn có thể gặp

Khám phá những sinh vật biển khổng lồ nhất trong đại dương, từ cá voi xanh và cá mập voi đến cá đuối manta, rùa biển, cá mập và các loài khổng lồ khác mà người lặn có thể gặp phải.

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

Lặn xác tàu đắm (Wreck Diving) ở Vịnh Kotor: Con tàu chìm hai lần

Khám phá lặn xác tàu đắm ở Vịnh Kotor, nơi Hoàng đế Franz Joseph I an nghỉ dưới đáy biển như một con tàu đắm lịch sử ở biển Adriatic đã chìm

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

Kỹ năng cứu hộ: 7 kỹ năng thiết yếu ngoài bãi biển

Khám phá 7 kỹ năng Cứu hộ mà bạn có thể áp dụng ngoài bãi biển, từ Sơ cấp cứu và Ép tim hồi sức (First Aid and CPR) đến an toàn dưới nước, kỹ năng lãnh đạo và ứng phó khẩn cấp.

22 ngày trước