En las aguas del Pacífico Norte, a 100 kilómetros al norte de Oahu, se esconde un protagonista microscópico que acaba de batir un récord mundial en el ámbito de la virología. Se trata de PelV-1, un virus gigante capaz de infectar a diminutos dinoflagelados del género Pelagodinium. Lo que lo convierte en una auténtica rareza no es solo su tamaño —su cápside mide unos 200 nanómetros—, sino su cola extremadamente larga, que alcanza hasta 2,3 micrómetros, convirtiéndose en la más extensa registrada en un virus cultivado. Este rasgo, insólito en el mundo viral, no solo desafía las clasificaciones conocidas, sino que también plantea preguntas fascinantes sobre la evolución y la ecología de estos organismos.
El estudio, realizado por un equipo de oceanógrafos de la Universidad de Hawái y publicado como preprint en bioRxiv, ofrece la primera descripción detallada de la morfología y el genoma de PelV-1. Según los autores, “la estructura similar a una cola, de 30 nanómetros de ancho, puede extenderse hasta 2,3 µm —la apéndice viral más largo descrito hasta la fecha”. El hallazgo incluye además el genoma de un segundo virus asociado, denominado co-PelV, presente en muy baja abundancia. Ambos se integran en la familia Mesomimiviridae, pero PelV-1 destaca por un arsenal metabólico y estructural que podría modificar nuestra comprensión de cómo los virus interactúan con el plancton marino.
El contexto de un descubrimiento inesperado
Hasta ahora, los virus que infectan dinoflagelados eran escasos y poco caracterizados. Este grupo de microalgas, de enorme importancia ecológica, participa en simbiosis marinas y en floraciones algales, algunas de ellas nocivas. Sin embargo, su relación con los virus sigue siendo un territorio inexplorado. Antes de PelV-1, solo se habían descrito dos virus gigantes de ADN de doble cadena capaces de infectar a especies del género Heterocapsa, y ninguno de ellos contaba con genoma secuenciado.
La obtención de PelV-1 se produjo en un punto clave del Pacífico llamado Station ALOHA, donde se recogieron muestras de agua a 25 metros de profundidad. Allí, en un entorno oligotrófico de baja biomasa, el virus y su huésped fueron aislados y cultivados. Este marco ambiental es crucial para entender por qué una cola tan larga podría representar una ventaja: en aguas pobres en organismos, aumentar el alcance para encontrar un huésped podría marcar la diferencia entre el éxito y el fracaso en la infección.
Una diversidad morfológica asombrosa
El análisis microscópico reveló que PelV-1 no se presenta en una única forma, sino en cinco morfotipos que varían en la presencia y longitud de apéndices. Entre ellos destaca el llamado morfotipo 1, con una cola fina y muy larga, y el morfotipo 5, que combina esa cola con una protuberancia corta y gruesa en el extremo opuesto. En otros casos, los investigadores observaron partículas sin cola, lo que sugiere que esta estructura se forma después de que el virus abandona la célula huésped, un fenómeno poco común.
En las imágenes de microscopía electrónica, la cola de PelV-1 aparece como un tubo doble —uno externo de 30 nanómetros y uno interno de 25— que en ocasiones deja ver tres posibles fibras terminales. La cápside, por su parte, presenta una “apertura en forma de estrella”, un rasgo típico de los mimivirus, que podría estar implicado en la liberación del material genético.
Estrategias de infección y ciclo vital
El estudio de la infección en serie temporal permitió observar que PelV-1 utiliza su cola para adherirse a la superficie del dinoflagelado en las primeras horas tras el contacto. Sin embargo, no hay evidencia de que esta estructura penetre la pared celular; la entrada parece producirse mediante un proceso similar a la endocitosis o incluso a la fagocitosis. Una vez dentro, el virus se replica y, hacia las 12 horas posteriores a la infección, la célula se lisa liberando viriones sin cola.
Este dato llevó a los autores a plantear que la cola se ensambla fuera de la célula, posiblemente a partir de proteínas virales autoensamblantes, aunque todavía no hay confirmación experimental. Este patrón recuerda a otros virus gigantes con apéndices complejos, pero la longitud récord de PelV-1 lo coloca en una categoría única.
Un genoma que multiplica las posibilidades
El genoma de PelV-1, de 459 kilobases, codifica 467 genes y 9 ARN de transferencia. Entre sus elementos más llamativos figuran tres genes relacionados con fibras de cola, uno de ellos similar al de ciertos bacteriófagos que infectan cianobacterias. Además, contiene genes que participan en metabolismos de aminoácidos, carbohidratos, lípidos y en el ciclo del ácido tricarboxílico, lo que indica un notable potencial para manipular el metabolismo del huésped durante la infección.
Otros genes relevantes incluyen un complejo de captación de luz, proteínas de tipo rodopsina, canales iónicos y transportadores de azúcares. La rodopsina viral, perteneciente al grupo II, podría funcionar como un canal iónico activado por luz, una herramienta inusual en un virus y que sugiere adaptaciones finas al entorno oceánico. También se detectaron proteínas de respuesta a estrés, como HSP70 y proteínas de choque frío, que podrían ayudar al virus a resistir condiciones adversas dentro del huésped.
El acompañante silencioso: co-PelV
En el mismo proceso de secuenciación, el equipo detectó la presencia de un segundo genoma viral, co-PelV, con 504 kilobases y 569 genes. Aunque carece de proteínas de cola, comparte gran parte del repertorio metabólico de PelV-1 e incluye genes potencialmente novedosos en virus cultivados, como una clorofilasa y una acuaporina. Este último podría tener implicaciones en el control del agua intracelular del huésped, afectando incluso a su comportamiento y movilidad. Sin embargo, co-PelV es extremadamente raro en las muestras, lo que ha impedido caracterizar su morfología.
Distribución global y relevancia ecológica
El análisis de bases de datos metagenómicas, como las del proyecto Tara Oceans, mostró que PelV-1 y co-PelV están presentes en diferentes regiones oceánicas y a distintas profundidades, desde la superficie hasta la capa mesopelágica. Su detección frecuente en la fracción de tamaño de 0,22 a 3 micrómetros refuerza la idea de que estos virus podrían desempeñar un papel más extendido de lo que se pensaba en la ecología del plancton.
La longitud excepcional de la cola de PelV-1 plantea interrogantes sobre su función exacta. Como señalan los autores, “la apéndice larga podría aumentar las tasas de encuentro con el huésped en sistemas de baja biomasa”. Esto sugiere que la evolución ha dotado a este virus de una herramienta física para compensar la escasez de blancos potenciales en el océano abierto.
Implicaciones para la biología y la virología
El hallazgo de PelV-1 amplía el rango de diversidad morfológica y genética conocida en los virus marinos. Además, subraya la importancia de aislar y estudiar virus de fitoplancton para entender mejor su impacto en las redes tróficas oceánicas y en procesos como el ciclo del carbono. Este tipo de investigaciones también revela la capacidad de los virus para adquirir y reutilizar genes de sus huéspedes, integrando funciones que tradicionalmente se asociaban a organismos celulares.
El trabajo no solo documenta un récord de longitud en un apéndice viral, sino que también ofrece un sistema modelo para investigar cómo la morfología influye en la ecología viral y qué ventajas adaptativas pueden aportar estas estructuras. PelV-1 podría ser una pieza clave para descifrar cómo los virus gigantes interactúan con sus huéspedes en entornos marinos oligotróficos y cómo estas interacciones modelan los ecosistemas a escala global.
Referencias
- Gajigan, A. P., Schvarcz, C. R., Laughlin, A. B., Weatherby, T. M., Culley, A. I., Edwards, K. F., & Steward, G. F. (2025). A dinoflagellate-infecting giant virus with a micron-length tail. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2025.07.19.665647.
