Wetenschappers ontdekken reusachtige virussen op de Groenlandse ijskap

En dat is veelbelovend. Deze virussen zouden ons zelfs kunnen helpen om het smelten van ijs tegen te gaan.

De aarde herbergt talloze unieke levensvormen, waarvan reuzenvirussen er één zijn. Deze reuzenvirussen kwamen voor het eerst aan het licht in 1981, toen onderzoekers ze in de oceaan ontdekten. Ze hadden zich gespecialiseerd in het infecteren van groene algen in zeewater. Later werden reuzenvirussen ook aangetroffen in de bodem op het land en zelfs in mensen. Maar nu kunnen we daar nog een omgeving aan toevoegen. Want voor het eerst hebben onderzoekers reuzenvirussen ontdekt die gedijen op de Groenlandse ijskap.

Groenlandse ijskap
De ontdekking is bijzonder. Want enkele jaren geleden dacht iedereen nog dat dit deel van de wereld kaal en levenloos was. Maar nu begrijpen we dat er diverse micro-organismen leven, waaronder ook reuzenvirussen. Het team analyseerde monsters van donker ijs, rode sneeuw en smeltgaten (cryoconiet). In zowel het donkere ijs als de rode sneeuw vonden ze bewijs van actieve reuzenvirussen.

Reuzenvirussen
Wat je je bij een ‘reuzenvirus’ precies moet voorstellen? Normaal gesproken zijn virussen veel kleiner dan bacteriën. Een gemiddeld virus heeft een grootte tussen de 20 en 200 nanometer, terwijl een typische bacterie ongeveer 2 tot 3 micrometers is. Dit betekent dat een normaal virus ongeveer 1000 keer kleiner is dan een bacterie. Maar dat geldt niet voor reuzenvirussen. Reuzenvirussen kunnen groeien tot een grootte van 2,5 micrometer, wat dus groter is dan de meeste bacteriën. Maar wat reuzenvirussen onderscheidt, is niet alleen hun grotere omvang. Hun genoom, dat alle genetische informatie bevat, is veel omvangrijker dan dat van gewone virussen. Terwijl bacteriofagen (virussen die bacteriën infecteren) tussen de 100.000 en 200.000 genetische letters in hun genoom hebben, hebben reuzenvirussen er ongeveer 2.500.000!

DNA
Hoewel de nieuw ontdekte virussen die op de Groenlandse ijskap leven dus enorm zijn, zijn ze niet waarneembaar met het blote oog. Onderzoekers hebben ze zelfs nog niet kunnen zien onder een lichtmicroscoop. “We hebben de virussen ontdekt door al het DNA in de monsters die we hebben verzameld, te analyseren,” vertelt onderzoeker Laura Perini. “Door deze uitgebreide dataset te doorzoeken naar specifieke marker-genen, identificeerden we sequenties die sterk leken op die van bekende reuzenvirussen.” Om er zeker van te zijn dat het virale DNA afkomstig was van levende en actieve virussen – en niet van micro-organismen die al lange tijd dood zijn – hebben de onderzoekers ook al het mRNA uit het monster geëxtraheerd. Wanneer de genen in de DNA-sequenties worden geactiveerd, worden ze omgezet in enkelstrengs mRNA. Deze mRNA-strengen dienen als blauwdrukken voor het maken van de eiwitten die het virus nodig heeft. Als deze mRNA-strengen aanwezig zijn, betekent dit dat het virus actief is. “We vonden dezelfde kenmerken in zowel het mRNA als het DNA van de monsters,” zegt Perini. “Dit betekent dat de virussen actief zijn en leven op het ijs.”

Meer over het DNA van reuzenvirussen
In het hart van de reuzenvirussen bevindt zich een cluster van DNA. Dit DNA bevat alle genetische informatie die nodig is om eiwitten te maken – deze eiwitten zijn de belangrijkste bouwstenen van het virus. Om de instructies te kunnen gebruiken, moet het virus ze omzetten van dubbelstrengs DNA naar enkelstrengs mRNA. Gewone virussen kunnen dat niet. Ze beschikken niet over het vermogen om zelf mRNA aan te maken. In plaats daarvan wachten ze tot ze een organisme infecteren, waarbij ze de cellulaire productiemachines kapen om hun eigen RNA te gebruiken voor verdere replicatie. Reuzenvirussen hebben echter het vermogen om zelf mRNA te maken, waardoor ze zich onderscheiden van normale virussen. Hoewel het DNA van dode virussen in monsters kan worden gedetecteerd, wordt mRNA veel sneller afgebroken. Daarom is mRNA een cruciale indicator voor virale activiteit.

De vondst van de reuzenvirussen op de Groenlandse ijskap, is veelbelovend. Want mogelijk kunnen ze ons helpen om het smelten van ijs tegen te gaan.

Smelt
Dat zit zo. In de lente, wanneer de zon opkomt na maanden van duisternis in het Arctische gebied, komt het leven weer tot bloei. IJsberen verschijnen uit hun winterholen, Noordse sterns keren terug van hun lange reis naar het zuiden, en muskusossen trekken naar het noorden. Maar niet alleen de dieren worden gewekt door de lentewarmte. Algen die slapend op het ijs liggen, beginnen in de lente te bloeien en bedekken grote delen van het ijs met een zwarte laag. Wanneer het ijs zwart wordt, kan het minder zonlicht reflecteren en smelt het sneller. Dit versterkt op zijn beurt de opwarming van de aarde.

Eén van de monsters waarin Laura Perini reuzenvirussen ontdekte. Op het eerste gezicht lijkt het op vervuild water, maar de zak wemelt in feite van de micro-organismen, waaronder de exemplaren die zorgen voor het zwart gekleurde ijs. Afbeelding: Laura Perini

Sneeuwalgen
Maar hier komen de reuzenvirussen om de hoek kijken. De onderzoekers geloven dat ze een methode hebben ontdekt om de groei van sneeuwalgen te beheersen, wat mogelijk het smelten van het ijs op de lange termijn kan verminderen. Ze denken namelijk dat de ontdekte reuzenvirussen zich voeden met de sneeuwalgen en op die manier kunnen dienen als een natuurlijk controlemechanisme om de bloei van algen te reguleren. “Hoewel we nog weinig weten over de virussen, geloof ik dat ze mogelijk van nut kunnen zijn om het ijs te beschermen tegen het smelten door algenbloei,” zegt Perini. “We zijn nog niet zeker over hun specifieke eigenschappen en hoe effectief ze zouden kunnen zijn, maar door verder onderzoek hopen we deze vragen te beantwoorden.”

Op deze foto zijn de algen die voor een zwarte kleuring van het ijs zorgen, goed zichtbaar. Hierdoor weerkaatst het ijs minder zonlicht en smelt het sneller. Er zijn diverse gebieden in Groenland waar het ijs bedekt is met deze zwarte algen. Afbeelding: Laura Perini

Perini zet zich volledig in om meer te leren over de reuzenvirussen. “We blijven ze bestuderen om hun interacties beter te begrijpen en om te achterhalen welke rol ze precies spelen in het ecosysteem”, zegt ze. “Later dit jaar zullen we nog een wetenschappelijk artikel publiceren met meer informatie over reuzenvirussen die een gekweekte microalg, gedijend op het oppervlakte-ijs van de Groenlandse ijskap, infecteren.”

Bronmateriaal

"Giant viruses found on Greenland ice sheet" - Aarhus University
Afbeelding bovenaan dit artikel: Shunan Feng

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd