Identifican virus de 15.000 años de antigüedad en el deshielo de los glaciares tibetanos

Los científicos que estudian el hielo de los glaciares han encontrado virus de casi 15.000 años de antigüedad en dos muestras de hielo tomadas en la meseta del Tibet. La mayoría de esos virus, que sobrevivieron por haber permanecido congelados, no se parecen a ningún otro virus catalogado hasta la fecha.

Los hallazgos, publicados en la revista Microbiome, podrían ayudar a los científicos a entender cómo han evolucionado los virus a lo largo de los siglos. Para este estudio, los científicos también crearon un nuevo método ultralimpio para analizar microbios y virus en el hielo sin contaminarlo.

Estos glaciares se formaron gradualmente y, junto con el polvo y los gases, también se depositaron en ese hielo muchísimos virus, explica Zhi-Ping Zhong, autor principal del estudio e investigador del Centro de Investigación Polar y Climática Byrd de la Universidad Estatal de Ohio, que también se dedica a la microbiología. Los glaciares del oeste de China no están bien estudiados, y nuestro objetivo es utilizar esta información para reflejar entornos pasados. Y los virus forman parte de esos entornos.

Los investigadores analizaron núcleos de hielo tomados en 2015 en el casquete de hielo de Guliya, en el oeste de China. Los núcleos se recogen a gran altura -la cumbre de Guliya, donde se originó este hielo, está a 6.700 metros sobre el nivel del mar-. Los núcleos de hielo contienen capas que se acumulan año tras año, atrapando lo que había en la atmósfera a su alrededor en el momento en que cada capa se congeló. Esas capas crean una especie de línea de tiempo que los científicos han utilizado para comprender mejor el cambio climático, los microbios, los virus y los gases a lo largo de la historia.

Los investigadores determinaron que el hielo tenía casi 15.000 años de antigüedad utilizando una combinación de técnicas tradicionales y nuevas para datar este núcleo de hielo.

Yao Tandong, a la izquierda, y Lonnie Thompson, a la derecha, procesan un núcleo de hielo perforado en la capa de hielo de Guliya, en la meseta tibetana, en 2015. El hielo contenía virus de casi 15.000 años de antigüedad, según un nuevo estudio / foto Lonnie Thompson – Ohio State University

Al analizarlo, encontraron los códigos genéticos de 33 virus. Cuatro de esos virus ya han sido identificados por la comunidad científica. Pero al menos 28 de ellos son nuevos. Alrededor de la mitad de ellos parecen haber sobrevivido en el momento en que fueron congelados no a pesar del hielo, sino gracias a él.

Se trata de virus que habrían prosperado en entornos extremos, afirma Matthew Sullivan, coautor del estudio, profesor de microbiología y director del Centro de Ciencia del Microbioma de la Universidad Estatal de Ohio. Estos virus tienen firmas de genes que les ayudan a infectar células en entornos fríos, firmas genéticas simplemente surrealistas para que un virus sea capaz de sobrevivir en condiciones extremas. No son firmas fáciles de extraer, y el método que Zhi-Ping desarrolló para descontaminar los núcleos y estudiar los microbios y los virus en el hielo podría ayudarnos a buscar estas secuencias genéticas en otros entornos helados extremos: Marte, por ejemplo, la Luna, o más cerca de casa, en el desierto de Atacama de la Tierra.

Los virus no comparten un gen común y universal, por lo que nombrar un nuevo virus -y tratar de averiguar dónde encaja en el panorama de los virus conocidos- implica múltiples pasos. Para comparar los virus no identificados con los conocidos, los científicos comparan conjuntos de genes. Los conjuntos de genes de los virus conocidos están catalogados en bases de datos científicas.

Esas comparaciones de bases de datos mostraron que cuatro de los virus de los núcleos de la capa de hielo de Guliya habían sido identificados previamente y pertenecían a familias de virus que suelen infectar a las bacterias. Los investigadores encontraron los virus en concentraciones muy inferiores a las que se han encontrado en los océanos o en el suelo.

El análisis de los investigadores demostró que los virus probablemente se originaron en el suelo o en las plantas, y no en los animales o en los seres humanos, basándose tanto en el entorno como en las bases de datos de virus conocidos.

El estudio de los virus en los glaciares es relativamente nuevo: sólo dos estudios anteriores han identificado virus en el hielo antiguo de los glaciares. Pero es un área de la ciencia que está adquiriendo más importancia a medida que el clima cambia, dijo Lonnie Thompson, autor principal del estudio, profesor universitario de ciencias de la tierra y científico investigador principal del Centro Byrd.

Sabemos muy poco sobre los virus y los microbios en estos entornos extremos, y sobre lo que realmente hay allí, dijo Thompson. La documentación y la comprensión de eso es extremadamente importante: ¿Cómo responden las bacterias y los virus al cambio climático? ¿Qué ocurre cuando pasamos de una edad de hielo a un periodo cálido como el actual?.

Los núcleos de hielo de Guliya de 2015 se recogieron y analizaron como parte de un programa de colaboración entre el Centro Byrd de Investigación Polar y Climática y el Instituto de Investigación de la Meseta Tibetana de la Academia China de Ciencias, financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos y la Academia China de Ciencias. La financiación también provino de la Fundación Gordon y Betty Moore y del Departamento de Energía de los Estados Unidos.


Fuentes

Ohio State News | Zhong, ZP., Tian, F., Roux, S. et al. Glacier ice archives nearly 15,000-year-old microbes and phages. Microbiome 9, 160 (2021). doi.org/10.1186/s40168-021-01106-w