Wetenschappers van de Oregon State University hebben aangetoond dat virale infectie betrokken is bij koraalverbleking - de afbraak van de symbiotische relatie tussen koralen en de algen waarvan ze afhankelijk zijn voor energie.

Gefinancierd door de National Science Foundation, het onderzoek is belangrijk omdat het begrijpen van de factoren achter de gezondheid van koralen cruciaal is voor inspanningen om de omstreden riffen van de aarde te redden - alleen al tussen 2014 en 2017, meer dan 75% ervoer hittestress op bleekniveau, en 30% leed aan stress op sterfteniveau.

De grootste en belangrijkste structuren van de planeet van biologische oorsprong, koraalriffen zijn te vinden in minder dan 1% van de oceaan, maar zijn de thuisbasis van bijna een kwart van alle bekende mariene soorten. Riffen helpen ook bij het reguleren van het kooldioxidegehalte in de zee en zijn een vitaal jachtgebied dat wetenschappers gebruiken bij het zoeken naar nieuwe medicijnen.

Sinds hun eerste verschijning 425 miljoen jaar geleden, koralen zijn vertakt in meer dan 1, 500 soorten. Een complexe samenstelling van dinoflagellaten – inclusief de algensymbiont – schimmels, bacteriën, archaea en virussen vormen het koraalmicrobioom, en verschuivingen in de samenstelling van het microbioom zijn verbonden met veranderingen in de gezondheid van koralen.

De algen die de koralen nodig hebben, kunnen worden gestrest door de oceanen op te warmen tot het punt van dysbiose - een ineenstorting van het partnerschap tussen gastheer en symbiont.

Om beter te begrijpen hoe virussen bijdragen aan het gezond of ongezond maken van koralen, Oregon State Ph.D. kandidaat Adriana Messyasz en microbiologie-onderzoeker Rebecca Vega Thurber van het OSU College of Science leidden een project dat de virale metagenomen van paren van koraalkolonies vergeleek tijdens een klein bleekevenement in 2016 in Mo'orea, Frans-Polynesië.

Ook bekend als omgevingsgenomica, metagenomics verwijst naar het bestuderen van genetisch materiaal dat rechtstreeks is teruggewonnen uit omgevingsmonsters, in dit geval monsters genomen van een koraalrif.

Voor deze studie is wetenschappers verzamelden gebleekte en niet-gebleekte paren koralen om te bepalen of de mengsels van virussen erop vergelijkbaar of verschillend waren. De gebleekte en niet-gebleekte koralen deelden bijna identieke omgevingsomstandigheden.

"Na analyse van de virale metanomen van elk paar, we ontdekten dat gebleekte koralen een hogere overvloed aan eukaryote virale sequenties hadden, en niet-gebleekte koralen hadden een grotere overvloed aan bacteriofaagsequenties, " zei Messyasz. "Dit gaf ons het eerste kwantitatieve bewijs van een verschuiving in virale assemblages tussen koraalblekende staten."

Bacteriofaagvirussen infecteren en repliceren binnen bacteriën. Eukaryotische virussen infecteren niet-bacteriële organismen zoals dieren.

Naast een grotere aanwezigheid van eukaryote virussen in het algemeen, gebleekte koralen vertoonden een overvloed aan zogenaamde gigantische virussen. Wetenschappelijk bekend als nucleocytoplasmatische grote DNA-virussen, of NCLDV, ze zijn ingewikkeld, dubbelstrengs DNA-virussen die parasitair kunnen zijn voor organismen variërend van eencellige tot grote dieren, inclusief mensen.

"Reuzenvirussen zijn betrokken bij koraalverbleking, " zei Messyasz. "We waren in staat om het eerste ontwerpgenoom van een gigantisch virus te genereren dat een factor zou kunnen zijn bij het bleken."

De onderzoekers gebruikten een elektronenmicroscoop om meerdere typen virale deeltjes te identificeren, allemaal doen denken aan middelgrote tot grote NCLDV, ze zei.

"Op basis van wat we onder de microscoop zagen en onze taxonomische annotaties van virale metagenoomsequenties, we denken dat het concept-genoom een ​​roman vertegenwoordigt, fylogenetisch onderscheiden lid van de NCLDV's, " zei Messyasz. "Zijn naaste verwante is een marien flagellaat-geassocieerd virus."

De nieuwe NCLDV is ook aanwezig in ogenschijnlijk gezonde koralen, maar in veel minder overvloed, wat suggereert dat het een rol speelt bij het ontstaan ​​van bleken en/of de ernst ervan, voegde ze eraan toe.