¿Son los virus la nueva frontera para la astrobiología?

Una representación tridimensional de un virión de norovirus, basado en imágenes de microscopía electrónica. ¿Deberían los astrobiólogos considerar viriones y virus cuando buscan vida más allá de la Tierra?

Crédito: CDC / Jessica A. Allen / Alissa Eckert

Son la forma de vida más abundante en la Tierra, pero los virus, o su estado latente parecido a una semilla, conocidos como viriones, son atípicos en nuestra búsqueda de vida en otros planetas . Ahora, un grupo de científicos está presionando para que los astrobiólogos consideren más seriamente la búsqueda de virus más allá de la Tierra.

Los virus se mencionan seis veces en la estrategiaactual de astrobiología de 250 páginas de la NASA , escriben los autores de un artículo reciente titulado “Astrovirología: virus en general en el universo”. Piden que el estudio de los virus se incorpore a las misiones científicas extraterrestres y la investigación astrobiológica en el hogar, y tienen una lista de verificación para las acciones necesarias para colocar los virus en el mapa interplanetario.

“Los virus son una parte integral de la vida en la Tierra tal como la conocemos”, dijo el coautor del estudio Ken Stedman, virólogo del Centro para la Vida en Ambientes Extremos de la Universidad Estatal de Portland. Si vamos a pensar en la vida en la Tierra primitiva o en la vida antigua o actual en otros planetas, debemos estar pensando en los virus, dijo. [ 6 lugares más probables para la vida extraterrestre en el sistema solar ]

Ha pasado más de un siglo desde que los científicos descubrieron el primer virus, y durante décadas se lo conoció simplemente como un “agente patógeno muy pequeño”. El ganador del premio Nobel, Sir Peter Medawar, incluso se refirió a los virus como “una mala noticia envuelta en una proteína”, escribieron Stedman y sus colegas en el estudio , que se publicó en febrero en la revista Astrobiology.

Las futuras misiones para muestrear las plumas de Enceladus (vistas aquí en la silueta de los anillos de Saturno por la nave espacial Cassini de la NASA) o la luna de Júpiter, Europa, deberían llevar consigo experimentos para detectar viriones y virus, dicen algunos científicos.

Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

La definición actual es más complicada y menos peyorativa: los virus son entidades cuyo genoma se replica dentro de las células vivas y pueden transferir ese genoma viral a otras células. Como implica esta definición, los virus comprenden todo el ciclo de reproducción, y necesitan otras células vivas para reproducirse. (Esta dependencia de las células ha llevado a algunos investigadores a considerar que los virus no están completamente vivos, de hecho, existe un debate activo en la comunidad biológica sobre la verdadera naturaleza de los virus).

Los viriones, por otro lado, son las semillas virales que podrían convertirse en virus si se producen en células vivas compatibles en las que replicarse. En la Tierra, viriones y virus van de la mano con la vida , y si encontramos a los primeros en otros planetas, podrían apuntar a la vida celular una vez que existió en ellos.

This ad will end in 14

En la Tierra, se cree que los virus superan en número a las formas de vida celular por un factor de 10. Y nuestro planeta está lleno de viriones. De hecho, una cucharadita de agua de mar puede contener hasta 50 millones de viriones.

“Tiene sentido estar buscando las cosas que probablemente sean las más abundantes”, dijo Stedman, quien también preside el grupo Virus Focus dentro del Instituto de Astrobiología de la NASA. “Si una inteligencia alienígena viniera a la Tierra en busca de vida, probablemente obtendrían una muestra de agua de mar cargada de viriones. La vida extraterrestre llegaría a la conclusión de que la Tierra está habitada por viriones”. [ 13 maneras de cazar alienígenas inteligentes ]

Sin embargo, actualmente no hay misiones extraterrestres que planeen cazar viriones en las supuestas plumas de agua en la luna de Júpiter, Europa, o en los chorros del satélite Saturno Encelado.

Ken Stedman (derecha) trabajando en su laboratorio. Stedman es virólogo y presidente del Virus Focus Group del Instituto de Astrobiología de la NASA.

Crédito: Joseph Thiebes

“La astrovirología no es más, ni menos, válida que la astrobiología”, dijo Don Cowan, director del Centro de Ecología Microbiana y Genómica de la Universidad de Pretoria en Sudáfrica.

“No hay ninguna razón por la que la astrovirología no deba considerarse con el mismo énfasis que la astrobiología ‘procariota’ [es decir, bacteriana], sobre todo porque la lección de la biología de la Tierra es que cada organismo conocido tiene uno o [a veces] más virus parásitos”, agregó. Cowan, que no estuvo involucrado en el nuevo estudio.

Parte de la razón de la ausencia de astrovirología en las agendas de la ciencia espacial, dijo Stedman, es que los virólogos no han estado contactando a los astrobiólogos y promoviendo el caso para la caza del virión. Otra razón importante es técnica: los viriones son pequeños (con diámetros que van desde 20 nanómetros hasta más de un micrómetro), por lo que los científicos necesitan microscopios electrónicos de transmisión para ver sus formas únicas y variadas.

“Si bien esto puede no ser difícil en la Tierra, parece poco probable que un microscopio electrónico de transmisión se colocará en una nave espacial en el futuro previsible”, señalaron los autores en el estudio.

Ese fue uno de los objetivos de los autores al escribir su artículo: estimular el desarrollo y las pruebas de tecnologías que los científicos podrían utilizar en lugares remotos para descubrir viriones.

“Necesitamos buscar las biofirmas, y las morfologías de estos viriones son extremadamente distintivas”, dijo Stedman.

Sin embargo, otro desafío es encontrar una forma de buscar viriones desconocidos. “Tenemos que tener cuidado al tratar de encontrar genomas de cosas que no sabemos que existen”, dijo Stedman. Si bien existen técnicas para identificar virus conocidos, como la secuenciación de alto rendimiento o microarrays de alta densidad, la identificación de viriones verdaderamente novedosos podría plantear un problema, escribieron los autores.

Los científicos pueden buscar formas de vida celular extraterrestres, como bacterias o vida más compleja, buscando ciertos químicos en un planeta o en su atmósfera , pero los viriones no crean subproductos como metano u oxígeno. Pero, los autores hipotetizan que, si los virus alguna vez infectaron la vida en otros planetas, tal vez esos virus cambiaron el metabolismo del organismo hospedador, y esto podría ser detectado remotamente desde la Tierra. Una posibilidad es que los subproductos químicos de los organismos hospedantes pueden ser ligeramente diferentes a los que no han sido infectados por virus. Si este fuera el caso, esto podría ser un proxy para detectar virus y vida celular.

En el corto plazo, los astrovirólogos sugirieron que, entre otras cosas, los investigadores necesitan encontrar biofirmas distintivas del virus; considerar experimentos de detección de virus para Europa y Encelado; e incluir modelos de virus en nuestros modelos para océanos antiguos y otros planetas.

Sin embargo, Stedman dijo que no encontrar viriones en un planeta que hospeda la vida también sería un descubrimiento importante. “Si encontramos otro lugar donde las células vivas no tienen virus asociados a ellas, [entonces] eso sería algo muy diferente de la Tierra, y muy interesante”.

El trabajo fue apoyado en parte por el elemento del Instituto de Astrobiología de la NASA (NAI) del Programa de Astrobiología de la NASA .