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Los virus dominan la Tierra

Un estudio liderado por un español descubre 85.000 secuencias virales únicas en todo el planeta

Imagen por microscopio electrónico del virus del Zika (en rojo) atacando la membrana celular. Ampliar foto
Imagen por microscopio electrónico del virus del Zika (en rojo) atacando la membrana celular.

Un grupo de investigadores ha descubierto 85.000 nuevos virus. La cifra multiplica por 16 el número de secuencias virales que se conocían y el 99% de los descubiertos no tiene nada que ver con lo ya descubierto. El trabajo, liderado por un investigador español, identifica también a buena parte de sus huéspedes y ha creado un mapa global de su distribución. Los científicos creen que el número y relevancia de lo que queda por descubrir del viroma terrestre es aún mayor.

Presentes en la Tierra mucho antes de que algo parecido a los humanos existiera, los virus son los organismos biológicos más abundantes del planeta. Hay estimaciones que hablan de 10 quintillones o 1031 microbios virales. Aunque algunos les niegan la categoría de seres vivos porque necesitan infectar a otros organismos para prosperar, son una de las bases de la vida (y la muerte). Sin embargo, las dificultades para detectarlos, aislarlos y cultivarlos los han convertido en los grandes desconocidos, en la materia oscura de la biología.

Ahora, un grupo de investigadores ha analizado el genoma de 3.042 muestras ambientales recogidas de los más diversos hábitats del planeta, desde la piel de individuos de diferentes grupos humanos hasta las fumarolas de las profundidades marinas. Los científicos han usado una nueva técnica de análisis y, con la ayuda de toda la potencia de cálculo de la red de supercomputadores del Departamento de Energía de EE UU, buscaron en el genoma conjunto de cada muestra la presencia de ADN viral.

La mayoría de los virus identificados prosperan en dos ambientes bien diferentes: los océanos y el cuerpo humano

"Desarrollamos un método computacional basado en modelos de proteínas específicas de virus que provienen no solo de los virus aislados, sino también de un buen número de secuencias víricas ambientales, para detectar 125,000 secuencias de virus", explica el biólogo computacional del Joint Genome Institute (JGI) del Departamento de Energía de EEUU y principal autor de la investigación, David Páez-Espino.

Aunque la mayoría de los virus eran específicos de un único ambiente, un grupo importante de ellos aparece en diferentes muestras. Tras agruparlos, los investigadores encontraron 85.000 especies únicas de virus. "El 99% de lo descubierto no tiene nada que ver con lo anteriormente conocido", comenta este biólogo molecular. "La secuencia genética, y por tanto los genes que ahí se contienen son novedosos en su mayoría y no tenemos ninguna idea en cuanto a su funcionalidad", añade.

El estudio, publicado en la revista Nature, ha permitido crear el primer mapa global de los virus del planeta. Y este viroma terrestre tiene algunas particularidades. Por ejemplo, la mayor diversidad viral se produce en dos ambientes bien diferentes como son los océanos y el ser humano. Pero el estudio también ha identificado miles de muestras de virus de animales, de plantas o que proliferan en el suelo.

La mayoría de los virus son bacteriófagos. En la imagen, fagos adheridos a una bacteria. ampliar foto
La mayoría de los virus son bacteriófagos. En la imagen, fagos adheridos a una bacteria.

Los investigadores han comprobado que dentro de un mismo hábitat hay muchos virus que se encuentran en lugares geográficamente muy alejados. En el caso de los océanos es lógico por el efecto de las corrientes, pero también sucede en lagos o en suelos separados por miles de kilómetros.

Además de provocar muchas enfermedades en los humanos (pero también ser el origen de sus vacunas) cada ser vivo es la presa de al menos una especie de virus. Pero sus huéspedes principales son otros microbios, las bacterias o las arqueas. Los investigadores han descubierto el mayor bacteriófago identificado hasta ahora, al que aún no han puesto nombre. También han detectado un gran número de virus que atacan a otros virus. Sin embargo, la inmensa mayoría de estas interacciones entre virus y huéspedes son desconocidas. Reducir este desconocimiento es clave para la moderna biotecnología y la medicina.

Para el responsable del programa procariota del JGI y autor sénior de este estudio, Nikos Kyrpides, la cantidad de nuevos datos que les ha proporcionado esta investigación es tan grande que necesitarán años para procesarla. "Hemos más que doblado los filos microbianos que sirven como huéspedes de los virus y hemos creado el primer mapa global de la distribución viral. La cantidad de análisis y descubrimientos que estamos convencidos que saldrán de esta base de datos no será pequeña", dice en una nota.

"Los virus son las entidades biológicas mas ubicuas, abundantes y diversas del planeta"

Víctor de Lorenzo, microbiólogo del Centro Nacional de Biotecnología

Antes de irse a EE UU, Páez-Espino investigaba en el laboratorio de microbiología medioambiental molecular del Centro Nacional de Biotecnología, del CSIC. Su responsable, Víctor de Lorenzo, valora la relevancia de la investigación de su antiguo pupilo. "Cuando pensamos en biodiversidad, lo primero que nos viene a la cabeza son las ballenas, los rinocerontes o los grandes baobabs, todos objetos biológicos grandes y visibles a simple vista. Pero cuanto más miramos a las cosas pequeñas, la diversidad biológica aumenta de forma extraordinaria", comenta.

De Lorenzo, que no está relacionado con esta investigación, recuerda que los virus son muy pequeños y muy difíciles de visualizar incluso con los microscopios más potentes, así que la única forma de detectarlos es mediante la secuenciación directa de su ADN. "Y aquí viene el shock del artículo de Páez-Espino: el muestreo masivo de ADN extraído de los más variados ecosistemas acredita de forma inequívoca que los virus son las entidades biológicas más ubicuas, abundantes y diversas del planeta" .

Además de abundantes, los virus son claves. Lo explica de Lorenzo: "Aunque no los vemos, se encargan de transferir constantemente información genética entre miembros de la misma especie e incluso entre distintas especies. Y por tanto son no solo depredadores, sino también agentes muy activos en la adaptación y plasticidad de los sistemas biológicos con lo que cohabitan. Son como los tramoyistas que mueven los hilos invisibles del teatro de la evolución".

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