海洋原生生物中,长尾虫和微尾虫可能是吃病毒的生物

作者:米沙·迪杰斯特拉,前沿科学作家万博亚洲体育

科学家们利用单细胞基因组学证明了两组鲜为人知的海洋原生生物通常会摄取病毒。他们推测这是为了吸收磷和氮——也就是说,利用病毒作为食物。这一发现对我们理解海洋食物网和碳循环具有重要意义。

从大气到海洋深处,病毒在地球上的任何地方都以天文数字的形式出现。令人惊讶的是,考虑到病毒的丰富性和营养价值,目前还没有任何生物将其作为食物。在万博亚洲体育微生物学前沿在美国,研究人员发表了第一个令人信服的证据,证明了两组具有重要生态意义的海洋原生生物——长尾虫和微尾虫——都是以病毒为食的,它们通过吞噬(即吞噬)来捕获“猎物”。

“我们的数据显示,许多原生生物细胞含有各种各样的非传染性病毒的DNA,但不是细菌,这是它们以病毒而不是细菌为食的有力证据。之际,一个大惊喜,这些发现与当前主流观点的作用病毒和原生生物在海洋食物网,”博士说通讯作者Ramunas Stepanauskas,单细胞基因组学中心主任毕格罗波特兰北部东部的海洋科学实验室,缅因州,美国。


单细胞基因组学揭示了被海洋原生生物消耗的病毒
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Stepanauskas和他的同事从两个地点采集了表面海水样本:2009年7月在美国缅因州海湾的西北大西洋,以及2016年1月和7月在西班牙加泰罗尼亚附近的地中海。他们使用现代单细胞基因组学工具对水中1698个原生生物个体的总DNA进行了测序。每一个由此产生的单一扩增基因组(SAGs)都由单个原生生物的基因组组成,带有或不带有相关的DNA:例如,来自共生体、被摄取的猎物或粘附在其外部的病毒或细菌。这项技术非常敏感,但不能直接显示原生生物与其伙伴之间的关系类型。

研究人员发现了一系列原生生物,包括肺泡、喙孔虫、叶绿素虫、尾尾虫、微虫和长尾虫。缅因州海湾19%的松露和地中海48%的松露与细菌DNA有关,这表明这些原生生物吃细菌。更常见的是病毒序列,在缅因湾51%的凹陷中发现,在地中海35%的凹陷中发现,每个原生生物有1-52种病毒类型。大多数来自已知的感染细菌的病毒——推测是原生生物的细菌猎物的寄生虫。

但只出现在缅因湾样本中的长尾虫和短尾虫是不同的。这两类细胞都没有叶绿体,人们对它们知之甚少。Choanozoans(3 - 10µm;也被称为领鞭虫),作为现存的动物和真菌的近亲,对进化有极大的兴趣。小(3µ)picozoans二十年前第一次发现,原来被称为picobiliphytes。到目前为止,它们的食物来源一直是个谜,因为它们的进食器官对于细菌来说太小了,但对于病毒来说却足够了,而大多数病毒都小于150纳米。

每一个长尾虫和微尾虫都与噬菌体和cres -DNA病毒的病毒序列相关,但大多数没有任何细菌DNA,而同样的序列在很大的物种多样性中被发现。

“这些病毒能够感染所有被发现的原生生物是非常不可能的,”Julia Brown博士说,她是毕格罗海洋科学实验室的研究员,也是这项研究的合著者。

作者得出的结论是,长尾虫和微虫可能经常以病毒为食。

布朗说:“病毒富含磷和氮,对于富含碳的食物(包括细胞猎物或富含碳的海洋胶体)来说,可能是一个很好的补充。”“去除水中的病毒可能会减少可感染其他有机体的病毒数量,同时也会使病毒颗粒中的有机碳向更高的食物链移动。未来的研究可能会考虑是否原生生物会在自己的基因组中积累病毒猎物的DNA序列,或者考虑它们如何保护自己免受感染。”

在缅因州海湾收集表面海水。图像:A. Stepanauskas和合著者
图像:A. Stepanauskas和合著者

原文:单细胞基因组学揭示了被海洋原生生物消耗的病毒

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