Gli scienziati dell'Oregon State University hanno dimostrato che l'infezione virale è coinvolta nello sbiancamento dei coralli, la rottura della relazione simbiotica tra i coralli e le alghe da cui dipendono per l'energia.

Finanziato dalla National Science Foundation, la ricerca è importante perché comprendere i fattori alla base della salute dei coralli è fondamentale per gli sforzi per salvare le barriere coralline merlate della Terra, solo tra il 2014 e il 2017, oltre il 75% ha subito stress da calore a livello di sbiancamento, e il 30% ha sofferto di stress a livello di mortalità.

Le strutture di origine biologica più grandi e significative del pianeta, le barriere coralline si trovano in meno dell'1% dell'oceano, ma ospitano quasi un quarto di tutte le specie marine conosciute. Le barriere coralline aiutano anche a regolare i livelli di anidride carbonica del mare e sono un terreno di caccia vitale che gli scienziati usano nella ricerca di nuovi farmaci.

Dalla loro prima apparizione 425 milioni di anni fa, i coralli si sono ramificati in più di 1, 500 specie. Una complessa composizione di dinoflagellati, tra cui il simbionte di alghe, funghi, batteri, archaea e virus costituiscono il microbioma dei coralli, e i cambiamenti nella composizione del microbioma sono collegati ai cambiamenti nella salute dei coralli.

Le alghe di cui i coralli hanno bisogno possono essere stressate dal riscaldamento degli oceani fino alla disbiosi, un collasso della partnership ospite-simbionte.

Per capire meglio come i virus contribuiscono a rendere i coralli sani o malsani, Dottorato di ricerca dell'Oregon La candidata Adriana Messyasz e la ricercatrice di microbiologia Rebecca Vega Thurber dell'OSU College of Science hanno condotto un progetto che ha confrontato i metagenomi virali di coppie di colonie di coralli durante un evento minore di sbiancamento del 2016 a Mo'orea, Polinesia francese.

Conosciuto anche come genomica ambientale, la metagenomica si riferisce allo studio del materiale genetico recuperato direttamente da campioni ambientali, in questo caso campioni prelevati da una barriera corallina.

Per questo studio, gli scienziati hanno raccolto coppie di coralli sbiancati e non sbiancati per determinare se le miscele di virus su di essi erano simili o diverse. I coralli sbiancati e non sbiancati condividevano condizioni ambientali quasi identiche.

"Dopo aver analizzato i metagenomi virali di ciascuna coppia, abbiamo scoperto che i coralli sbiancati avevano una maggiore abbondanza di sequenze virali eucariotiche, e i coralli non sbiancati avevano una maggiore abbondanza di sequenze di batteriofagi, "Messyasz ha detto. "Questo ci ha fornito la prima prova quantitativa di un cambiamento nelle associazioni virali tra gli stati di sbiancamento dei coralli".

I virus batteriofagi infettano e si replicano all'interno dei batteri. I virus eucariotici infettano organismi non batterici come gli animali.

Oltre ad avere una maggiore presenza di virus eucariotici in genere, i coralli sbiancati mostravano un'abbondanza di quelli che vengono chiamati virus giganti. Conosciuti scientificamente come virus a DNA di grandi dimensioni nucleocitoplasmatici, o NCLDV, sono complessi, virus a DNA a doppio filamento che possono essere parassiti di organismi che vanno dagli animali unicellulari a quelli di grandi dimensioni, compresi gli umani.

"Virus giganti sono stati implicati nello sbiancamento dei coralli, "Messyasz ha detto. "Siamo stati in grado di generare la prima bozza del genoma di un virus gigante che potrebbe essere un fattore di sbiancamento".

I ricercatori hanno utilizzato un microscopio elettronico per identificare più tipi di particelle virali, tutti ricordano NCLDV di medie e grandi dimensioni, lei disse.

"Sulla base di ciò che abbiamo visto al microscopio e delle nostre annotazioni tassonomiche delle sequenze del metagenoma virale, pensiamo che la bozza del genoma rappresenti un romanzo, membro filogeneticamente distinto dei NCLDV, "Messyasz ha detto. "Il suo parente più prossimo in sequenza è un virus associato a flagellati marini".

Il nuovo NCLDV è presente anche in coralli apparentemente sani ma in abbondanza molto minore, suggerendo che svolge un ruolo nell'insorgenza dello sbiancamento e/o della sua gravità, lei ha aggiunto.