À medida que continuamos a gerenciar a pandemia em curso, o papel que os vírus desempenham nunca foi tão relevante. Eles estão presentes e atacam praticamente todos os organismos vivos, da maior baleia à menor bactéria, incluindo um tipo de alga verde-azulada conhecida como cianobactéria.

Ao estudar os genomas das cianobactérias Nostoc que vivem nas regiões polares extremas, os cientistas esperam entender não só como conseguem sobreviver, mas também o papel que os vírus desempenham na ecologia desses ambientes. Para responder a essas perguntas, a equipe de pesquisa, incluindo, Dra. Anne D. Jungblut, um pesquisador microbiano no Museu de História Natural, junto com seus colegas da Université Laval, Cidade de Quebec, Canadá, recorreram a amostras históricas de cianobactérias armazenadas no Museu de História Natural de Londres que foram coletadas durante a Expedição Ártica Britânica, que ocorreu entre 1875 e 1876.

A equipe investigou o DNA de cianobactérias do Ártico em busca de evidências de vírus deixados para trás em seus genomas. Eles também procuraram por compostos conhecidos como metabólitos secundários que ajudam os microrganismos a sobreviverem a condições extremas e são de grande interesse no desenvolvimento de novos medicamentos.

Dr. Jungblut diz, "Esta é a primeira vez que alguém olha em detalhes essa interação viral nas cianobactérias. Ela destaca como os vírus são parte integrante da ecologia microbiana e dos ecossistemas polares."

"Uma de nossas análises também encontrou um grande número de metabólitos secundários. Eles são interessantes porque costumam ser bioativos, e algumas pessoas os rastreiam para uso no desenvolvimento de novos medicamentos. "

Apesar de ter sido coletado há mais de 100 anos, a equipe conseguiu extrair DNA das amostras de cianobactérias e depois compará-lo com amostras modernas para ver se houve alguma mudança notável nos organismos ao longo do tempo.

As amostras estudadas foram recolhidas pela British Arctic Expedition, que zarpou de Portsmouth em 1875 em uma tentativa de alcançar o Pólo Norte. Liderado pelo Capitão George Strong Nares, a expedição viajou até a costa leste das ilhas árticas canadenses, onde ficou preso no gelo.

"Foi uma daquelas expedições fracassadas em que pegaram escorbuto e ficaram presos ao norte da Ilha Ellesmere, "disse Anne." Eles ficaram presos durante o inverno, mas fizeram muitas observações científicas e coletas de amostras biológicas e conseguiram voltar. "

Ao examinar o que é efetivamente o sistema imunológico das cianobactérias, eles puderam ver que os vírus que atacavam os microorganismos em 1876 eram completamente diferentes daqueles que atacam os modernos.

"Esta é a primeira vez que alguém olha em detalhes para essa interação viral, "explica o Dr. Jungblut." Originalmente, esperávamos encontrar os mesmos vírus que infectam as cianobactérias modernas, mas não o fizemos.

"Isso não é muito surpreendente, porque os vírus têm uma alta rotatividade e mudam muito, como vemos com o surgimento de novas variantes do COVID-19. "

Eles também foram capazes de mostrar que as cianobactérias polares e temperadas têm genes que as ajudam a responder a condições extremas. Embora não houvesse traços genéticos óbvios específicos para cianobactérias Nostoc polares, eles tinham concentrações mais altas de alguns metabólitos secundários. Isso pode ser de interesse no futuro para pesquisadores que estão desenvolvendo novos medicamentos.

O trabalho ajuda a destacar o papel fundamental que os vírus desempenham nos ecossistemas polares, bem como o valor de amostras coletadas há centenas de anos em coleções de museus de história natural, e que agora pode ser estudado com ainda mais detalhes usando ferramentas genômicas.

O estudo, "Diversidade genômica e sistemas CRISPR-Cas na cianobactéria Nostoc no Alto Ártico, "é publicado no Microbiologia Ambiental .