Jenis virus yang mendominasi sampel air yang diambil dari lautan dunia telah lama lolos dari analisis karena memiliki karakteristik yang tidak dapat dideteksi oleh tes standar.
Namun, para periset di MIT dan Albert Einstein College of Medicine sekarang telah berhasil mengisolasi dan mempelajari perwakilan dari virus yang sulit dipahami ini, yang memberikan tautan kunci yang hilang dalam evolusi virus dan berperan penting dalam mengatur populasi bakteri, demikian sebuah laporan studi terbaru.
Virus adalah predator utama bakteri, dan temuan tersebut menunjukkan bahwa pandangan terkini tentang keragaman virus bakteri memiliki titik kelemahan.
Kesimpulan ini telah muncul melalui analisis terperinci sampel laut yang dipimpin oleh MIT postdoc Kathryn Kauffman, profesor teknik sipil dan lingkungan Martin Polz, profesor Libusha Kelly dari Albert Einstein College of Medicine, dan sembilan orang lainnya.
Hasilnya dilaporkan minggu ini di jurnal Nature .
Virus yang baru diidentifikasi tanpa “ekor” yang banyak ditemukan katalog virus bakteri dan pengurutan, dan memiliki beberapa sifat tidak biasa lainnya yang menyebabkan mereka terlewatkan oleh penelitian sebelumnya.
Untuk menghargai fakta tersebut, para peneliti menamai kelompok virus baru ini Autolykiviridae – berdasarkan karakter dari mitologi Yunani yang dikisahkan karena sulit ditangkap.
Dan, tidak seperti virus biasa yang hanya memakan satu atau dua jenis bakteri, varietas tanpa ekor ini dapat menginfeksi lusinan jenis yang berbeda, seringkali dari spesies yang berbeda, yang menggarisbawahi relevansi ekologisnya.
Penelitian ini “membuka jalan baru untuk melanjutkan pemahaman kita tentang peran virus di lautan,” kata Jed Fuhrman, Ketua Biologi Kelautan McCulloch-Crosby di University of Southern California, yang tidak terlibat dalam pekerjaan ini.
“Secara praktis, ini juga menunjukkan bagaimana kita perlu mengubah beberapa metode yang umum digunakan untuk menangkap jenis virus ini untuk berbagai penelitian,” katanya.
“Saya akan mengatakannya sebagai kemajuan penting di lapangan.”
Model interaksi virus-bakteri saat ini didasarkan pada virus berekor yang dipelajari dengan baik, Kauffman menjelaskan, sehingga mungkin ada aspek penting dari interaksi yang terjadi di alam.
“Kami sudah tahu bahwa virus sangat penting di lautan,” kata Kauffman, mengacu pada permukaan laut, tempat sampel peneliti diambil, dan di mana sekitar 10 juta virus ditemukan di setiap mililiter air.
Polz mengatakan bahwa sementara “sebagian besar virus yang diteliti di laboratorium memiliki ekor, kebanyakan di laut tidak memilikinya.”
Jadi tim memutuskan untuk mempelajari satu subset virus tak berekor, yang menginfeksi sekelompok bakteri yang disebut Vibrio .
Setelah menjalani pengujian yang ekstensif, mereka menemukan “bahwa beberapa di antaranya menginfeksi sejumlah besar inang yang luar biasa,” katanya.
Untuk satu hal, genom mereka sangat pendek: sekitar 10.000 basis, dibandingkan dengan 40.000-50.000 tipikal untuk virus berekor.
“Ketika kami menemukannya, kami terkejut,” katanya.
Dengan informasi pengurutan baru, para periset dapat menyisir database dan menemukan bahwa virus semacam itu ada di banyak tempat.
Penelitian ini juga menunjukkan bahwa virus ini cenderung kurang terwakili dalam database karena cara sampel biasanya ditangani di laboratorium.
Metode yang dikembangkan tim untuk mendapatkan virus ini dari sampel lingkungan dapat membantu peneliti menghindari kehilangan informasi di masa depan.
Selain itu, Kauffman mengatakan, biasanya cara peneliti menguji aktivitas virus adalah dengan menginfeksi bakteri dengan sampel virus dan kemudian memeriksa sampelnya sehari kemudian untuk mencari tanda-tanda bahwa yang menempel di bakteri telah membunuh.
Tapi virus yang tidak biasa ini sering bertindak lebih lambat, dan daerah yang terbunuh tidak muncul sampai beberapa hari telah berlalu – jadi kehadiran mereka tidak pernah diperhatikan dalam kebanyakan penelitian.
Kelompok virus baru ini terutama mungkin tersebar luas. “Kami sama sekali tidak menganggapnya samudera,” kata Polz.
Misalnya, virus bahkan mungkin lazim di bioma manusia [bioma:wilayah yang memiliki sifat geografis dan/atau iklim yang sama], dan mungkin berperan dalam siklus biogeokimia utama, katanya, seperti siklus karbon [siklus biogeokimia di mana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi].
Aspek penting lainnya dari temuan tesis ini adalah bahwa Autolykiviridae ditunjukkan sebagai anggota silsilah virus purba yang didefinisikan oleh jenis kapsid tertentu, cangkang protein yang membungkus DNA virus.
Meskipun garis keturunan ini diketahui sangat beragam pada hewan dan protista – dan termasuk virus seperti adenovirus yang menginfeksi manusia, dan virus raksasa yang menginfeksi ganggang – sangat sedikit virus jenis ini yang telah ditemukan untuk menginfeksi bakteri.
“Karya ini mengubah secara substansial gagasan-gagasan yang ada mengenai komposisi virom laut dengan menunjukkan bahwa kandungan virus kecil yang tidak rata … sebanding dengan virus berekor … yang saat ini diperkirakan mendominasi virosfer,” kata Eugene V. Koonin , seorang peneliti senior di National Institutes of Health, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
“Pekerjaan ini penting juga untuk memahami evolusi dunia virus karena ini menunjukkan bahwa virus yang terkait dengan virus eukariota yang paling umum (seperti adenovirus, poxvirus, dan lainnya), setidaknya dalam hal struktur kapsid, jauh lebih luas. -menyebar di prokariota dari dugaan sebelumnya. ”
Koonin menambahkan, “Saya lebih jauh bertanya-tanya apakah virus yang dilaporkan di sini mungkin hanya mewakili istilah puncak gunung es , karena protein kapsid dapat sangat berbeda sehingga banyak yang terlewatkan bahkan dalam pencarian database yang sensitif. Temuan ini juga sangat penting karena virus tak berekor tampaknya memainkan peran ekologis utama di lautan, bertanggung jawab atas sebagian besar pembunuhan bakteri.”
