The RNA virome of early metazoans sheds light on long-term virus-host relationships
Analizzando i dati del trascrittoma di primi metazoi, questo studio identifica 26 nuovi virus a RNA che rivelano sia antiche e durature associazioni ospite-virus risalenti all'evoluzione animale precoce, sia prove di più recenti trasmissioni interspecifiche, espandendo così significativamente la diversità nota e la storia evolutiva dei viromi a RNA in Ctenofori e Placozoi.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
I virus sono le entità biologiche più abbondanti sulla Terra, eppure rimangono in gran parte invisibili a noi, nascosti all'interno delle cellule di ogni essere vivente. Per decenni, gli scienziati hanno mappato il mondo virale osservando animali che conosciamo bene, come esseri umani, bestiame e insetti comuni. Ciò ha creato un'immagine dell'evoluzione virale fortemente sbilanciata verso il familiare. Tuttavia, per comprendere veramente la storia della vita sulla Terra, i ricercatori devono guardare all'inizio stesso dell'albero genealogico degli animali. Ci sono due gruppi di animali che si sono separati dal resto del regno animale centinaia di milioni di anni fa, molto prima che esistessero pesci, insetti o mammiferi. Un gruppo, i ctenofori, sono predatori gelatinosi che fluttuano nell'oceano con file di ciglia luccicanti. L'altro, i placozoi, sono creature minuscole, piatte e a forma di disco che strisciano sulle rocce in acque poco profonde, così semplici da non possedere un sistema nervoso o un intestino. Poiché questi animali rappresentano i rami più antichi della vita animale, i virus che li infettano potrebbero detenere le chiavi per comprendere come i virus e gli animali si siano evoluti insieme fin dall'alba dei tempi.
Un team di ricercatori si è messo in viaggio per scoprire il mondo virale nascosto di queste antiche creature. Invece di catturare nuovi animali nell'oceano e testarli in un laboratorio, si sono rivolti a un vasto archivio digitale di dati genetici che scienziati da tutto il mondo hanno già raccolto. Cercando tra milioni di sequenze genetiche provenienti da studi pubblicamente disponibili, il team ha cercato le firme genetiche dei virus a RNA, una classe principale di virus che include molti patogeni ben noti. Si sono concentrati specificamente sul materiale genetico dei ctenofori e dei placozoi, cercando qualsiasi sequenza virale che fosse stata accidentalmente catturata durante il processo di studio degli animali stessi. Questo approccio ha permesso loro di scansionare una vasta gamma di specie e tessuti, dagli embrioni minuscoli dei ctenofori all'intero corpo dei placozoi, senza la necessità di raccogliere nuovi campioni.
La ricerca ha prodotto un raccolto sorprendente. I ricercatori hanno identificato ventisei sequenze virali distinte, che rappresentano undici diversi gruppi di virus. Molti di questi erano completamente nuovi alla scienza, mai visti prima in alcun database. I virus appartenevano a famiglie che infettano una vasta gamma di forme di vita, inclusi piante, funghi e altri animali. Alcuni dei virus trovati erano così diversi da tutto ciò che era noto in precedenza da formare i propri rami profondi sull'albero evolutivo, suggerendo che si siano evoluti accanto ai loro ospiti per un tempo incredibilmente lungo. Ad esempio, il team ha trovato un nuovo tipo di virus nel ctenoforo Beroe ovata che appartiene alla stessa famiglia dei virus che infettano pesci e umani. Questo nuovo virus si trovava proprio alla base del suo albero genealogico, implicando che si fosse diversificato dai suoi parenti centinaia di milioni di anni fa, forse quando i primi animali stavano appena iniziando ad apparire.
Tuttavia, la storia non è stata fatta solo di antiche, immutabili collaborazioni. I ricercatori hanno anche scoperto virus che sembravano essere saltati di recente da un ospite all'altro. Alcuni dei virus trovati in questi animali antichi erano strettamente correlati a virus trovati in insetti, piante o funghi moderni, suggerendo che questi invasori microscopici si muovono costantemente tra diverse specie nell'oceano. Questo mescolamento e accostamento indica che l'oceano è un crocevia trafficato dove i virus cambiano frequentemente ospiti, piuttosto che un luogo dove rimangono bloccati in una singola relazione per sempre. Lo studio ha anche rivelato che questi virus non sono solo di passaggio; si trovano nelle primissime fasi della vita, inclusi gli embrioni dei ctenofori, suggerendo che le infezioni possono iniziare prima ancora che un animale sia completamente formato.
Una delle scoperte più sorprendenti riguardava la struttura degli stessi virus. Utilizzando modelli computazionali avanzati per predire le forme 3D delle proteine virali, i ricercatori hanno confermato che alcuni di questi antichi virus condividono gli stessi elementi fondamentali dei virus che infettano pesci e umani oggi. Questa somiglianza strutturale, combinata con la loro posizione profonda nell'albero evolutivo, sostiene l'idea che questi virus siano antichi sopravvissuti. Eppure, il quadro è complesso. Mentre alcuni virus sembrano essersi coesistiti con i loro ospiti sin dall'inizio della vita animale, altri sembrano essere arrivati di recente, essendo saltati su questi antichi animali dalle loro prede o dall'acqua circostante. Lo studio suggerisce che il mondo virale dei primi animali è un mix dinamico di connessioni storiche profonde e continui scambi costanti.
Le scoperte sfidano la visione semplicistica secondo cui gli animali antichi ospitano solo virus antichi. Al contrario, rivelano un ecosistema ricco e diversificato dove relazioni a lungo termine e salti recenti avvengono fianco a fianco. I ricercatori hanno notato che alcuni dei virus trovati erano così distinti da non poter essere inseriti con sicurezza in categorie esistenti, suggerendo una vasta, inesplorata diversità di vita nell'oceano che abbiamo appena iniziato a intravedere. Guardando alle impronte genetiche lasciate da queste creature semplici e antiche, lo studio offre una nuova finestra sul passato remoto dell'evoluzione virale. Mostra che la storia dei virus non è una linea retta, ma una rete intricata, tessuta sia dalla lenta e costante deriva della co-evoluzione, sia dai salti improvvisi e netti dell'infezione attraverso i confini delle specie. Questo lavoro amplia la nostra comprensione di dove vivono i virus e di come si muovano, ricordandoci che anche gli animali più semplici portano dentro di sé una complessa e antica storia di vita virale.
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