Cómo un virus gigante oculto en un pantano japonés podría explicar el origen de la vida en la Tierra

En las aguas tranquilas del pantano de Ushiku, en la prefectura japonesa de Ibaraki, un grupo de científicos ha descubierto un nuevo protagonista del mundo microscópico: un virus gigante, hasta ahora desconocido, que ha sido bautizado como el virus Ushiku. Este hallazgo, informado por la revista tecnológica Wired, podría transformar el entendimiento actual sobre el origen y la evolución de la vida compleja, como animales, plantas, hongos y otros organismos formados por células con núcleo definido.

En el universo de los microorganismos, la mayoría de los virus tienen un tamaño tan reducido que solo pueden visualizarse mediante un microscopio electrónico, un instrumento que permite observar partículas imposibles de ver con luz convencional. Los virus gigantes, como el Ushiku, pueden distinguirse en un microscopio óptico tradicional, el mismo tipo de equipo que se utiliza para observar células en laboratorios escolares o universitarios. Esta diferencia de tamaño implica también una notable complejidad genética.

En el caso del virus Ushiku, los investigadores han identificado que su genoma, es decir, el conjunto completo de material genético que contiene todas las instrucciones necesarias para su funcionamiento y reproducción, cuenta con al menos 666.605 pares de bases y 784 genes. Esta cifra indica la cantidad de unidades químicas que conforman el ADN y el número de fragmentos responsables de funciones específicas en el organismo. Para tomar dimensión, un virus común como el de la gripe posee solo ocho genes, mientras que algunos virus gigantes pueden superar los 2.000, lo que los vuelve complejos para su categoría.

De esos 784 genes, aproximadamente el 58% son denominados “genes huérfanos”, lo que significa que su secuencia genética no se parece a la de ningún otro organismo conocido en las bases de datos científicas. Del resto, cerca del 25% muestra similitud con otros virus gigantes y, dentro de este grupo, aproximadamente el 80% presenta una relación especialmente estrecha con el clandestinovirus, un virus gigante descubierto en Francia en 2021.

El virus Ushiku infecta a la ameba Vermamoeba, un ser unicelular que habita comúnmente en aguas estancadas y suelos húmedos. Las amebas cumplen un papel relevante en los ecosistemas al descomponer materia orgánica y servir de alimento a otros organismos microscópicos. Cuando el virus Ushiku invade a la Vermamoeba, ocurre un efecto notable: unas 60 horas después de la infección, la célula de la ameba llega a duplicar su tamaño y, en ocasiones extremas, puede alcanzar hasta siete veces sus dimensiones normales.

Este crecimiento es poco habitual entre los virus gigantes. Otros virus del mismo grupo, como el Mimivirus y el virus de Marsella, que infectan a la Acanthamoeba, otra especie de ameba muy extendida en aguas y suelos, y provocan que la célula huésped se reduzca y acabe por disolverse.

Además, el virus Ushiku puede destruir la membrana nuclear de la célula infectada. La membrana nuclear es una barrera que rodea y protege el núcleo, la región donde reside el material genético más importante de la célula. La desaparición de esta membrana es inusual y no se había observado en virus próximos. Los investigadores plantean que este virus gigante cuenta con las enzimas necesarias para replicarse sin depender del núcleo de la célula huésped: así genera una “fábrica viral” en el citoplasma, la sustancia que llena la célula y rodea al núcleo.

En su estructura, el virus Ushiku posee una cápside, una envoltura exterior formada por proteínas y cuya función principal es proteger el material genético del virus frente al entorno. El análisis de este virus ha revelado que su cápside está recubierta de numerosos picos y presenta una característica “tapa” en forma de hongo. Además, en la superficie de algunas proteínas de la cápside se observan protuberancias similares a fibras, que podrían estar asociadas a cadenas de azúcar.

En otros virus gigantes ya se ha demostrado que estas fibras permiten al virus adherirse y parasitar a su huésped. En el Ushiku, la forma y disposición de estas fibras podrían estar vinculadas a su capacidad de infectar y modificar a las amebas Vermamoeba y, potencialmente, explicar el aumento de tamaño de la célula huésped.

El comportamiento del Ushiku se ubica entre los virus que dependen del núcleo del huésped para multiplicarse y aquellos que prescinden totalmente de esa estructura. Por eso, los científicos consideran que este virus podría representar una pieza intermedia en la evolución de los virus gigantes y contribuir al debate sobre el origen de la vida compleja.

El descubrimiento del virus Ushiku se conecta con una de las hipótesis fundamentales en la biología: la posible relación entre los virus y el origen del núcleo de las células eucariotas. Las células eucariotas son aquellas que forman a los animales, las plantas, los hongos y muchos organismos unicelulares. Se distinguen porque tienen un núcleo claramente definido, donde se almacena y protege el material genético.

En 2001, Masaharu Takemura, profesor de la Universidad de Ciencias de Tokio, propuso que el antepasado de un gran virus de ADN pudo haber infectado a las arqueas, organismos primitivos que se consideran antecesores de los eucariotas, y tras convivir simbióticamente, haber dado origen al núcleo celular de los eucariotas.

El virus Ushiku es el primero de su tipo que infecta a la ameba Vermamoeba y que se encuentra en agua dulce en Japón. Este hallazgo se suma al descubrimiento de otros virus gigantes en los últimos años, como el medusavirus en 2019 y el medusavirus stenus en 2021.

El equipo de Takemura ha identificado ya varios virus de la familia Mamonoviridae, un grupo de virus gigantes reconocidos por la gran extensión y diversidad de su material genético, aunque no todos han sido publicados y quedan pendientes nuevos estudios morfológicos y genéticos para su validación.

Algunos de estos virus son conocidos por causar infecciones graves relacionadas con amebas. Si los expertos logran descifrar cómo los virus gigantes infectan y destruyen a las amebas, el conocimiento sobre estas infecciones podría avanzar y ayudar en la prevención de futuras enfermedades vinculadas a estos microorganismos.