Віруси навчилися вимикати енергосистеми океанічних бактерій

Морські віруси демонструють складний механізм експлуатації енергетичних систем ціанобактерій, що суттєво впливає на глобальні біогеохімічні процеси.

Дослідження Техніону показало, що ціанофаги використовують «троянську» стратегію, спрямовану на руйнування фотосинтетичних структур бактерій. Учені виявили, що віруси інтегрують бактеріальний ген nblA, який зазвичай активується під час нестачі поживних речовин. За словами дослідників, «інфікування запускає у вірусі той самий шлях розкладання, але вже на шкоду хазяїну». Унаслідок цього відбувається швидке вивільнення амінокислот, необхідних для вірусної реплікації.

Група науковців звернула увагу, що ціанобактерії є ключовими агентами глобального фотосинтезу, формуючи основу океанічних трофічних мереж. Вірусне втручання перетворює їхні енергетичні комплекси на ресурс для вірусного росту, зменшуючи ефективність утворення органічного вуглецю. У статті наголошено, що «вірус адаптував бактеріальний механізм виживання для власної вигоди». Це свідчить про високий ступінь еволюційної взаємодії між вірусами та їхніми морськими хазяями.

Отримані дані стали можливими завдяки поєднанню генетичних маніпуляцій, протеоміки та екологічної метагеноміки. Такий підхід забезпечив системне розуміння того, як вірусні гени змінюють клітинні процеси в реальному часі. Дослідники показали, що поширення ціанофагів із nblA є глобальним, що підкреслює екологічну значущість явища. Спостереження вказують на стійкість цього механізму в різних морських екосистемах.

За оцінками авторів, активність таких вірусів знижує світовий обсяг фотосинтетичної енергії приблизно на 5%. Це суттєве скорочення, оскільки ціанобактерії відповідають за значну частку виробництва кисню та поглинання вуглекислого газу. Дослідницька команда підкреслює, що «вірусні атаки здатні змінювати баланс глобальних циклів». Вплив цього механізму може поширюватися від мікрорівня до кліматичних процесів планети.