Nieuws

Ontdekken van virussen die onze naaste prokaryotische verwanten infecteren

Gepubliceerd op
19 september 2022

In de afgelopen jaren hebben biologen een verbazingwekkende diversiteit aan bacteriën, virussen en (micro-)organismen zoals archaea en eukaryoten ontdekt. Met behulp van deze informatie hebben meerdere wetenschappelijke onderzoeksteams ons evolutionaire verleden in kaart proberen te brengen. Door onze microbiële verwanten te bestuderen kunnen we onze eigen oorsprong en de ecologische gemeenschappen waarvan ze deel uitmaken beter begrijpen. Daarnaast levert dit onderzoek mogelijk nuttige chemische moleculen of nieuwe moleculaire gereedschappen op.

Onthulling van onze microbiële voorouders

Eukaryote-cellen zoals de onze, evolueerden door het samensmelten van ten minste twee afzonderlijke cellijnen: een bacterie en een archaeon. In een studie die in 2015 werd gepubliceerd, analyseerde een team onder leiding van Thijs Ettema, mariene sedimenten van de Arctische Mid-Ocean Ridge, in de buurt van een veld met actieve hydrothermale bronnen genaamd Loki's Castle. Daarbij ontdekte het team genoomsequenties van een nieuwe archaeale cellijn, de Lokiarchaea, die in evolutionaire analyses een nauwe relatie vertoonde met eukaryoten.

Deze vormden de eerst ontdekte leden van een archaeale groep genaamd Asgard archaea, die ook Thorarchaea, Heimdallarchaea en Odinarchaea omvatte. Ondanks de interesse vanwege de evolutionaire verwantenis als onze microbiële familieleden, zijn de ecologie, fysiologie en algemene levensstijl van de Asgard Achaea nog onbekend.

Een compleet genoom van Asgard archaea

Ondanks de overvloed aan Asgard archaea genomen in openbare databases, zijn de meeste zeer onvolledig. In het laboratorium van Thijs Ettema sloegen promovenda Eva F. Cáceres en postdoc Daniel Tamarit de handen ineen om met andere onderzoekers de genoomsequentie Ca. Odinarchaeum te verbeteren. Het complete genoom dat daaruit resulteerde opende de deur naar nieuwe studies om onze Asgard-archaeale familieleden beter te begrijpen.

Asgard archaeale-virussen

Door middel van bio-informatische zoekopdrachten vonden deze onderzoekers vreemde genetische elementen, waarvan sommige duidelijk Ca. Odinarchaeum-virussen waren. Virussen zijn buitengewoon overvloedig in de omgeving en hebben een enorme impact op de fysiologie en evolutie van hun gastheren. Het ontdekken van virussen die Asgard archaea infecteren, voegt een nieuwe kennislaag toe aan onze naaste prokaryotische verwanten. Het is mogelijk dat de huidige kennis geen volledig beeld geeft van de diversiteit aan virussen die deze organismen infecteren. Toekomstige analyses kunnen mogelijk beter beoordelen of de archaeale virosfeer van Asgards typisch archaeaal blijft of wordt omvat door virussen die de grenzen tussen archaea en eukaryoten overbruggen. Daarmee worden stap voor stap de ecologische netwerken van Asgard archaea onthuld.

Over het onderzoek

Dit onderzoek (3) gaat samen met twee andere (4/5), gepubliceerd in hetzelfde nummer van Nature Microbiology. De onderzoeken vullen elkaar aan en vormen samen de diverse menagerie van virussen die Asgard archaea infecteren.

Referenties

1

2

3

4

5