Comunidades virales del campo geotermal el Tatio y otros sistemas termales terrestres del mundo

Abstract

Los virus han demostrado ser ubicuos en todos los ambientes y las aguas termales no son la excepción, a pesar de sus condiciones extremas. En su mayoría, los virus termales como los de otros ambientes son desconocidos, ya que la ausencia de biomarcadores conservados universalmente dificulta su identificación. Una solución ha sido utilizar la meta-ómica. Sin embargo, son muy pocos los estudios que buscan caracterizar la composición y estructura de las comunidades virales en estos ambientes extremos, así como identificar los factores ambientales que las determinan y su biogeografía. En este estudio, el objetivo fue caracterizar a nivel global las comunidades virales de sistemas termales, analizando un total de 49 metagenomas de cuatro continentes (siete países), mediante múltiples herramientas bioinformáticas. Este análisis generó un total de 3.559 unidades taxonómicas operativas virales (vOTUs) que se utilizaron para establecer redes de genes compartidos y estudios de diversidad. La mayoría de las comunidades mostró afiliación cercana a la clase Caudoviricetes, no obstante, más del 50% no logró ser asignado, indicando una alta novedad taxonómica. Los resultados de este estudio también revelaron que las comunidades virales son afectadas por factores ecológicos, siendo la distancia geográfica el principal determinante de la distribución diferencial de vOTUs, interactuando a nivel local con factores fisicoquímicos. Este estudio, por tanto, reveló patrones biogeográficos a nivel de comunidad que sugieren una dispersión global limitada, mientras una circulación y adaptación más local.

Viruses have proven to be ubiquitous in all environments on earth and hot springs are not the exception, despite their extreme conditions. Most of the viruses, independently of its environment, are unknown, by the lack of universally conserved viral genes, which hampers its identification. One way to address this problem is through meta omics. However, very few studies have sought to characterize their presence, composition, and structure in thermophilic geothermal springs, as well as to identify the ecological drivers that determine them and their biogeography. In this study, the objective was to globally characterize the viral communities of hot springs by analyzing a total of 49 metagenomes from four continents (seven countries) using multiple viral identification and quality analysis tools. This analysis generated a total of 3,559 viral operational taxonomic units (vOTUs) that were used to establish shared gene networks and diversity studies. Taxonomically, most communities globally showed close affiliation to the order Caudovirales, with the family Myoviridae predominating, however, more than 50% could not be assigned, indicating high taxonomic novelty. The results of this study also revealed that viral communities are affected by ecological factors, with geographical distance being the main determinant of differential vOTUs distribution, interacting locally with physicochemical factors. This study, therefore, revealed biogeographical patterns at the viral community level that suggest limited global dispersal, while a more local circulation and adaptation.