Se descubren decenas de miles de virus desconocidos gracias a un programa de computación

Un equipo de investigadores internacionales, ha descubierto 130.000 nuevos virus hasta ahora desconocidos.

Estos virus descubiertos suponen un incremento de hasta 10 veces el número de especies virales de ARN descritas hasta la fecha. Hasta el momento se habla de 300.000 virus mamíferos potenciales causantes de enfermedades infecciosas en humanos. Y aunque queda un largo camino, los trabajos del viroma han conseguido iluminar poco a poco el mapa de los virus existentes, como ha hecho la investigación en cuestión. Con un análisis detallado de ciertas familias se han descubierto más de 30 nuevas especies de coronavirus en diferentes especies. Serratus es la herramienta utilizada en esta investigación, una infraestructura de computación en la nube que, usando un clúster de 22.500 procesadores informáticos, permitió búsquedas masivas de secuencias virales en los millones de Gigabytes de datos de secuenciación.

 

Mediante un programa de computación en la nube los investigadores han podido analizar millones de experimentos y muestras biológicas de todo el planeta, dando como resultado el descubrimiento de decenas de miles de virus desconocidos hasta el momento. Los virus son pequeños y numerosos, son el conjunto de agentes biológicos más numeroso que se conoce. Tanto que, después de siglos y siglos conviviendo con ellos y de años estudiándolos, no conocemos ni una milésima parte de todos los virus existentes.

Esta herramienta puede ser de gran utilidad para caracterizar la diversidad planetaria de todos los virus existentes y prepararse ante posibles nuevas pandemias. En esta era, en la que el viroma se está convirtiendo en objetivo de las investigaciones, los avances se mantienen a niveles nunca vistos. El CSIC, junto con un equipo de investigadores internacionales, ha descubierto 130.000 nuevos virus hasta ahora desconocidos.

Sabemos que los virus están en nuestro cuerpo, en nuestro ADN, de forma protectora, latente o infecciosa; también en el agua, el aire y los animales. Son agentes infecciosos, pero también patógenos que regulan los sistemas inmunes y el medio ambiente, o que ayudan a luchar contra otras enfermedades infecciosas.

Estos 130.000 virus descubiertos supone un incremento de hasta 10 veces el número de especies virales de ARN descritas hasta la fecha. "Hay mucho por descubrir, muchos tipos de virus que no se conocen su función y que por eso ahora se estudia”, señalaba la microbióloga Ana Treviño. Pero hasta ahora los sistemas para analizarlos requerían mucho tiempo y recursos.

Hasta el momento se habla de 300.000 virus mamíferos potenciales causantes de enfermedades infecciosas en humanos. Sin embargo, se desconoce gran parte de estos virus, lo que supone una desventaja a la hora de predecir y poder prevenir futuras epidemias.

Con la tecnología se ha conseguido descubrir virus y bacterias hasta ahora desconocidas. Y aunque queda un largo camino, los trabajos del viroma han conseguido iluminar poco a poco el mapa de los virus existentes, como ha hecho la investigación en la que ha participado el CSIC.

Con un análisis detallado de ciertas familias se han descubierto más de 30 nuevas especies de coronavirus. De hecho, como señalan en la revista Nature, se han hallado interesentas coronavirus en vertebrados acuáticos como peces y anfibios que presentan un genoma segmentado en dos fragmentos, una característica descrita en otras familias de virus pero no detectada antes en ningún miembro de este tipo de patógenos.

Serratus es la herramienta utilizada en esta investigación, una infraestructura de computación en la nube que, usando un clúster de 22.500 procesadores informáticos (CPUs), permitió búsquedas masivas de secuencias virales en los millones de Gigabytes (Petabytes) de datos de secuenciación disponibles en bases de datos públicas. Con Serratus se analizaron 5,7 millones de muestras biológicas recogidas a lo largo del planeta durante los últimos 15 años.

Como indica el propio CSIC en una nota de prensa al respecto, "en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas de València (IBMCP) utilizaron Serratus para el análisis del virus causante de la hepatitis D humana, un agente viral llamado Delta, de tamaño genómico mínimo y origen desconocido". 

Según Marcos de la Peña Rivero, científico del IBMCP, este sistema ha permitido detectar virus similares en multitud de otros animales, incluyendo no sólo mamíferos y otros vertebrados, sino también invertebrados.

La investigación también constató que estos microorganismos están en todas partes y en todos los seres vivos ya sean vertebrados o invertebrados. “Sorprendentemente, los virus se encontraron también en muestras medioambientales recogidas en lagos y suelos de todo el mundo, y cuyos huéspedes serían por el momento desconocidos”, revela el investigador del CSIC en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas de València, Marcos de la Peña Rivero.

Las muestras medioambientales con virus similares al de la hepatitis D revelaron la presencia de novedosas formas virales con genomas ultra-compactos y de tamaño ínfimo. “Este descubrimiento permite avanzar una conexión evolutiva cercana entre virus tan distantes como la hepatitis D humana y los agentes subvirales de plantas llamados ‘viroides’”, apunta el investigador del CSIC.

También abre la puerta a catalogar, definir y descubrir nuevos virus que pueden ayudarnos contra enfermedades o ser la razón de ellas. Tanto la base de datos de todos los virus obtenidos en este trabajo como el conjunto de las herramientas desarrolladas, están disponibles de forma libre y abierta. 

Esta herramienta puede ser de gran utilidad para caracterizar la diversidad planetaria de todos los virus existentes y prepararse ante posibles nuevas pandemias, cuyas devastadoras consecuencias sufrimos con enfermedades virales emergentes como la covid-19, causada por el coronavirus SARS-CoV-2.

 

Referencia:

Edgar, R.C. et al. Petabase-scale sequence alignment catalyses viral discovery.
Nature 602, 142–147 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41586-021-04332-2

 

Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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