Los océanos del mundo están repletos de virus, pero es escasa la comprensión sobre cómo afectan el equilibrio natural y la salud de los seres humanos. Para redefinir la comprensión sobre cómo evolucionaron estas pequeñas pero significativas partículas microscópicas de código genético, se recolectaron muestras de agua en los océanos de todo el mundo, arrojando un tesoro de nuevos datos sobre los virus de ARN. Se identificaron miles de ellos previamente desconocidos, duplicando así el número de filos, o grupos biológicos, tal como lo indica un nuevo estudio publicado el 7 de abril en la revista Science.

Los virus de ARN son mejor conocidos por las enfermedades que causan en las personas, desde el resfriado común hasta el Covid-19. Estos virus llevan su información genética en el ARN, en lugar del ADN y evolucionan a un ritmo mucho más rápido que los virus de ADN. Mientras que los científicos han catalogado cientos de miles de virus de ADN en sus ecosistemas naturales, los de ARN han sido menos estudiados.

Si bien los microbios son contribuyentes esenciales para toda la vida en el planeta, los virus que los infectan o interactúan con ellos tienen una variedad de influencias en sus funciones microbianas. Se cree que en general todos los tipos de virus tienen tres funciones principales: ocasionar la muerte celular, cambiar la forma en que las células infectadas manejan su “combustible” y transferir genes de un huésped a otro.

A diferencia de los seres humanos y otros organismos compuestos por células, los virus carecen de tramos cortos de ADN que podrían actuar como un código de barras genético. Sin este código de barras, tratar de distinguir diferentes especies de virus en la naturaleza puede ser un desafío. Para sortear esta limitación, los científicos buscaron un gen que codifica la proteína que le permite al virus replicar su material genético. Es la única proteína que comparten todos los virus de ARN, sin embargo cada uno tiene pequeñas diferencias en el gen que codifica la proteína, lo que ayudó a distinguir a un tipo de virus de otro.

Para llevar a cabo el muestreo, los científicos recolectaron plancton durante los cuatro años que duró la expedición a bordo de la goleta Tara. El plancton es el conjunto de organismos acuáticos que flotan en la superficie del océano y es demasiado pequeño para nadar contra la corriente. Son una parte vital de las redes alimentarias de los mares y son anfitriones comunes de los virus de ARN.

El estudio identificó a más de 44.000 genes que codifican la proteína del virus y les permitió a los investigadores construir una base de datos de secuencias de ARN. El siguiente desafío, fue determinar las conexiones evolutivas entre estos genes. Cuanto más similares eran dos genes, también era más probable que los virus estuvieran estrechamente relacionados. Debido a que estas secuencias habían evolucionado hace tanto tiempo (posiblemente antes de la aparición de la primera célula), las señales genéticas que indicaban dónde los nuevos virus podría haberse separado de un ancestro común se habían perdido en el tiempo. Para resolver este problema, se utilizó una forma de inteligencia artificial llamada aprendizaje automático, combinado con los modelos de evolución, permitiendo al equipo de trabajo organizar sistemáticamente estas secuencias y detectar las diferencias. Cosa que no habría sido posible de realizar de manera manual.

A partir de esta herramienta de inteligencia artificial, se logró identificar un total de 5.504 nuevos virus de ARN marinos y se duplicó (de cinco a 10) el número de filos de virus de ARN conocidos. La colección más abundante de especies recién identificadas pertenece a un filo propuesto por los investigadores llamado Taraviricota, nombrada así por las expediciones en la embarcación Tara. El mapeo geográfico de estas nuevas secuencias reveló que dos de los nuevos filos eran particularmente abundantes en vastas regiones oceánicas, con preferencias regionales en zonas templadas y aguas tropicales, como las de Venezuela. Los autores del artículo consideraron que Taraviricota podría ser el “eslabón perdido” en la evolución de los virus de ARN. Este hallazgo es sumamente importante porque los investigadores lo habían estado buscado desde hace mucho tiempo. Ahora se pueden conectar dos ramas diferentes de virus de ARN, que difieren en la forma como se replican.

Por otro lado, los océanos absorben la mitad del dióxido de carbono (CO2) que es generado y lanzado a la atmósfera. Una investigación previa de los mismos autores sugirió que los virus marinos también son el “interruptor” de una bomba biológica que controla la forma como se almacena el CO2 en los océanos. Saber más sobre la diversidad, abundancia y evolución genética de estos virus en los océanos del mundo, ayudará a comprender el papel de los microbios marinos en aspectos tan importantes como la captura de los gases de efecto invernadero y sus consecuencias sobre el cambio climático.

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