Forscher haben im Marianengraben einen neuen Bakteriophagen entdeckt, und zwar aus Sedimenten in 8.900 Metern Tiefe. Diese Entdeckung enthüllt eine bisher unbekannte Familie von Viren in der Tiefsee und liefert Hinweise zum Verständnis der genomischen Eigenschaften und der Entwicklung von Tiefseeviren.
„Der Marianengraben ist der tiefste Ort der Erde und fällt am tiefsten Punkt des Pazifischen Ozeans fast 11.000 Meter (36.000 Fuß) ab. Selbst in diesem bodenlosen und eiskalten Abgrund existiert noch Leben.“ Dr. Wang Min, Meeresvirologe an der Ocean University of China in Qingdao, sagte: „Wo Leben ist, müssen auch Regulatoren am Werk sein.“ In diesem Fall handelt es sich um Viren.
In einer kürzlich in der Fachzeitschrift Microbiology Spectrum veröffentlichten Studie berichteten Wang Min und ein Team internationaler Forscher, dass sie ein neues Virus aus Sedimenten in einer Tiefe von 8.900 Metern (29.200 Fuß) isoliert hatten. Das Virus ist eine Art Bakteriophage, ein Virus, das Bakterien infiziert und sich in ihnen vermehrt. Bakteriophagen gelten als die am häufigsten vorkommenden Lebensformen auf der Erde. „Nach unserem Kenntnisstand ist dies der am weitesten isolierte Phagen, der im globalen Ozean existiert“, sagte Wang.
Der neu entdeckte Phage infiziert Bakterien im Stamm Halomonas, die häufig in Tiefseesedimenten und hydrothermalen Quellen vorkommen, bei denen es sich um brunnenartige Öffnungen auf dem Meeresboden handelt, die erhitztes Wasser freisetzen. Wang sagte, die Analyse des viralen genetischen Materials durch das Forschungsteam habe die Existenz einer bisher unbekannten Virusfamilie in der Tiefsee ergeben und neue Erkenntnisse über die Diversität, Evolution und genomischen Eigenschaften von Tiefseephagen sowie über Phagen-Wirt-Interaktionen gewonnen.
In früheren Arbeiten untersuchten die Forscher mithilfe der Metagenomanalyse Viren, die Bakterien der Klasse Oceanospirallales, zu der auch Halomonas gehört, infizieren. In der neuen Studie suchte Wangs Forschungsteam nach Viren in Bakterienstämmen, die von einem Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Zhang Yuzhong, einem Meeresvirologen an der Ocean University of China in Qingdao, gesammelt und isoliert wurden. Zhangs Forschung erforscht mikrobielles Leben in extremen Umgebungen, einschließlich der Polarregionen und des Marianengrabens.
Die Genomanalyse des neuen Virus mit der Bezeichnung vB_HmeY_H4907 ergab, dass es im Ozean weit verbreitet ist und seinem Wirt strukturell ähnlich ist. Die Studie weist auf neue Fragen und Forschungsbereiche hin, die sich auf die Überlebensstrategien von Viren in rauen, kryptischen Umgebungen konzentrieren – und wie sie sich gemeinsam mit ihren Wirten entwickeln. Das neue Virus ist lytisch, das heißt, es kann in den Wirt eindringen und sich vermehren, tötet jedoch normalerweise keine Bakterienzellen ab. Bei der Zellteilung wird das genetische Material des Virus kopiert und weitergegeben.
In zukünftigen Studien plant das Forschungsteam, die molekularen Mechanismen zu untersuchen, die die Interaktionen zwischen Tiefseeviren und ihren Wirten steuern, sagte Wang. Sie suchen auch nach anderen neuen Viren in extremen Umgebungen, „die dazu beitragen werden, unser Verständnis der Virensphäre zu erweitern“, sagte Wang. „Extreme Umgebungen bieten die besten Aussichten, neue Viren zu entdecken.“