Descobreixen més de 130.000 virus d'RNA, com és el covid
El coneixement de la diversitat viral permetrà revelar els orígens de patògens emergents, així com millorar la vigilància i mitigació de noves pandèmies
Els virus són el conjunt d'agents biològics més nombrós que es coneix. Ara, un equip científic internacional on participa l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP), centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Politècnica de València (UPV), ha fet un important pas per a conéixer la seua diversitat. Aquest equip ha descobert més de 130.000 nous virus d'RNA (com és el coronavirus SARS-CoV-2 que provoca l'actual pandèmia de COVID-19) a través d'una nova eina informàtica amb la qual es van analitzar 5,7 milions de mostres biològiques recollides al llarg del planeta durant els últims 15 anys. Aquesta troballa, que es publica en la revista Nature, suposa un increment de fins a 10 vegades el nombre d'espècies virals d'RNA descrites fins hui.
Per a dur a terme aquesta anàlisi, l'equip multidisciplinari va desenvolupar Serratus, una infraestructura de computació en el núvol (Amazon Web Services, AWS) que, usant un clúster de 22.500 processadors informàtics (CPUs), va permetre cerques massives de seqüències virals en els milions de Gigaoctets (Petabytes) de dades de seqüenciació disponibles en bases de dades públiques.
L'anàlisi detallada d'unes certes famílies virals va permetre el descobriment de més de 30 noves espècies de coronavirus, incloent interessants exemples en vertebrats aquàtics com a peixos i amfibis els coronavirus dels quals van presentar un genoma segmentat en dos fragments, una característica descrita en altres famílies de virus però no detectada abans en cap membre dels coronavirus.
A l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes de València van utilitzar Serratus per a l'anàlisi del virus causant de l'hepatitis D humana, un agent viral anomenat Delta, de grandària genòmica mínima i origen desconegut. Això va permetre a l'investigador del CSIC a l'IBMCP Marcos de la Peña Rivero detectar virus similars en multitud d'altres animals, incloent no sols mamífers i altres vertebrats sinó també invertebrats. “Sorprenentment, aquests virus es van trobar també en mostres mediambientals recollides en llacs i sòls de tot el món, i els hostes dels quals serien de moment desconeguts”, revela de la Peña.
Connexió evolutiva entre virus d'humans i plantes en el medi ambient
Més encara, les mostres mediambientals amb virus similars al de l'hepatitis D van revelar la presència de noves formes virals amb genomes ultres-compactes i de grandària ínfima (només 300 bases, les unitats químiques que formen el material genètic). “Aquest descobriment permet avançar una connexió evolutiva pròxima entre virus tan distants com l'hepatitis D humana i els agents subvirals de plantes anomenats ‘viroides’”, apunta l'investigador del CSIC.
Tant la base de dades de tots els virus obtinguts en aquest treball com el conjunt de les eines desenvolupades, estan disponibles de manera lliure i oberta (https://www.serratus.io/). Aquesta eina pot ser de gran utilitat per a caracteritzar la diversitat planetària de tots els virus existents i preparar-se davant possibles noves pandèmies, les devastadores conseqüències de les quals patim amb malalties virals emergents com la COVID-19, causada pel coronavirus SARS-CoV-2.
L'IBMCP és l'única institució científica espanyola que participa en aquest treball, on col·laboren entre altres l'Institut Heidelberg d'Estudis Teòrics i l'Institut Max Planck de Bilogia (Alemanya); l'Institut Pasteur (França); la Universitat de Sant Petersburg (Rússia); la Universitat de Califòrnia, Berkeley (EUA); i la Universitat de British Columbia (Canadà).
Referència:
Edgar R, Taylor J, Lin V, Altman T, Barbera P, Meleshko D, Lohr D, Novakovsky G, Buchfink B, Al-Shayeb B, Banfield JF, de la Peña M, Korobeynikov A, Chikhi R, Babaian A (2022). Petabase-scale sequence alignment catalyses viral Discovery. Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-021-04332-2
