In fondo al mar…una nuova famiglia di virus senza coda

Si dice che siano le entità biologiche più abbondanti sulla Terra, ma non sono propriamente organismi viventi: stiamo parlando dei batteriofagi, i virus che sfruttano i batteri come ospiti per la replicazione delle particelle virali, che giunte a maturazione vengono rilasciate all’esterno lisando la cellula batterica. La maggioranza dei batteriofagi conosciuti, rappresentati nei database genetici o cresciuti nei laboratori, presentano una tipica struttura a coda di forma tubulare e dalla cui estremità si propagano 5 o 6 fibre caudali, simili nell’aspetto alle zampe di un ragno.

Fig.1 Rappresentazione di un batteriofago

I dati in nostro possesso sembrerebbero in disaccordo con quanto osservato dall’analisi microscopica di campioni oceanici: le profondità marine abbondano di batteriofagi, ma inaspettatamente a predominare sono quelli senza coda. La nostra conoscenza dei batteriofagi, e soprattutto di quelli che popolano gli ecosistemi marini, è quindi ancora superficiale e mancano all’appello numerosi virus senza coda che ne costituiscono una frazione non trascurabile.

Sono stati recentemente identificati dai ricercatori del Massachusetts Institute of Technology virus senza coda in grado di infettare i batteri della famiglia delle Vibrionaceae, che comprende microorganismi Gram-negativi diffusi nell’ambiente acqueo. Alla nuova famiglia di virus batteriofagi è stato dato anche un nome, Autolykiviridae.

Fig. 2 Immagine al microscopio elettronico di virus della famiglia Autolykivirideae  Modificata da: Kauffman et al., 2018

Chi è interessato alla mitologia greca saprà che Autolico era un personaggio che aveva ottenuto dal padre Ermes il dono di rubare a chiunque senza mai venire scoperto o catturato. Gli Autolykivirus somigliano ad Autolico, poiché fino ad ora sono sempre sfuggiti alle nostre osservazioni, persino negli ecosistemi più studiati: sembrerebbe infatti che i classici metodi di isolamento dei virus da campioni ambientali non riescano a “vedere” gli Autolykivirus a causa di una particolare composizione delle particelle virali e che siano necessari dei passaggi extra per estrarre il loro DNA, per via della presenza di proteine ad esso legate.

Quali sono le caratteristiche degli Autolykivirus?

A parte la caratteristica più visibile, che è la mancanza della coda, presentano anche una diversa composizione del capside, la struttura proteica della particella virale, che sembra contenere anche dei lipidi ed è più piccolo rispetto a quello dei virus con coda. Anche il genoma è più piccolo, con una lunghezza di 10000 paia di basi contro le 169000 paia di basi del virus T4, un tipico esemplare con coda.

Non meno importante è il loro ruolo ecologico: i batteriofagi hanno una funzione centrale nell’evoluzione, composizione e mortalità delle comunità di microorganismi, che dal canto loro sono componenti fondamentali della catena alimentare, regolando la disponibilità di nutrienti per gli organismi superiori. Il numero di specie che il batteriofago riesce a infettare è quindi cruciale e determina il “peso” del suo ruolo ecologico. Gli Autolykivirus possono infettare un insieme più grande e variegato di generi della famiglia delle Vibrionaceae rispetto ai virus con coda e hanno quindi presumibilmente un impatto diverso e forse anche maggiore sugli ecosistemi marini.

Le Vibrionaceae rappresentano ovviamente solo una piccola frazione della diversità dei batteri marini, che possono essere ospiti di una grande varietà di virus, molti dei quali ancora sconosciuti. Ecco perché è necessario estendere questi studi a una più vasta platea di ospiti e migliorare le tecniche di campionamento e isolamento del DNA per identificare anche le specie più sfuggenti di questi “killer” dei batteri.

Erika Salvatori

 

Fonte:

Kauffman et al. (2018). A major lineage of non-tailed dsDNA viruses as unrecognized killers of marine bacteria. Nature 554, 118-122.

 

Laureata in Biotecnolgie Industriali, mi occupo di ricerca in onco-immunologia e di divulgazione e comunicazione della scienza.

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