Bosque Rohwer

En 2002, como investigador científico de la Universidad Estatal de San Diego , Rohwer realizó el primer metagenoma de secuenciación aleatoria (Breitbart et al., 2002). Este método de secuenciación aleatoria de ADN del medio ambiente transformó el estudio de los virus y microbios presentes en el entorno y asociados a los macroorganismos.

El primer metagenoma de secuenciación masiva, también llamado viroma , reveló la existencia de miles de especies virales por litro de agua de mar (Breitbart et al. 2002; Angly et al. 2006). En colaboración con Anca Segall, Mya Brietbart, Rob Edwards y el Grupo de Biomatemáticas de la SDSU, Rohwer realizó los primeros estudios de viroma en corales, suelos, sedimentos y seres humanos (Breitbart et al. 2003, 2005, 2008). A partir de este trabajo, propuso que los virus, y en particular los bacteriófagos , constituyen las entidades biológicas más diversas de la Tierra.

Los estudios del viroma demostraron que la mayor parte de la diversidad viral era extrema y prácticamente desconocida. Rob Edwards y Rohwer propusieron que se necesitaba una taxonomía basada en el genoma para vincular los datos metagenómicos con la taxonomía existente basada en la morfología. El controvertido Árbol Proteómico de Fagos fue el sistema resultante y se presentó en Life in Our Phage World (2015).

En colaboración con Nancy Knowlton en la Institución Scripps de Oceanografía , Rohwer demostró que los corales formadores de arrecifes albergaban cientos de miles de especies bacterianas únicas (Rohwer et al., 2002). Propusieron que estas bacterias, virus y otros microbios eran importantes para la salud de los corales y formaban una unidad ecológica denominada holobionte . Además, plantearon la hipótesis de que la modificación de la composición del holobionte era el principal mecanismo de adaptación a las condiciones ambientales cambiantes.

En 2005, Rohwer participó en la expedición a las Islas de la Línea del Norte, dirigida por Enric Sala y Stuart Sandin. El objetivo de esta expedición de investigación era determinar los efectos de la actividad humana en los arrecifes de coral. Rohwer realizó los primeros metagenomas de secuenciación masiva de estas islas y propuso que la sobrepesca provocaba la microbianización. Estudios posteriores demostraron que la microbianización es un fenómeno global y una de las principales causas del declive de los arrecifes de coral (McDole et al., 2012). Este trabajo se incluyó en el libro de Rohwer, *Coral Reef in the Microbial Seas* .

Durante un estudio de los corales, Kristen Marhaver y Rohwer observaron que los bacteriófagos , virus que infectan bacterias, eran de cuatro a cinco veces más abundantes que el agua de mar circundante. Partiendo de esta observación, Jeremy Barr y Rohwer (Barr et al. 2013; 2015) demostraron que los bacteriófagos se unen al moco mediante dominios proteicos hipervariables presentes en la cápside . Esto concentra eficazmente los bacteriófagos en el moco, donde eliminan las bacterias y protegen el tejido animal subyacente. Rohwer ha propuesto que esta inmunidad mediada por la unión de bacteriófagos al moco (BAM, por sus siglas en inglés) es el primer ejemplo y origen de la respuesta inmune específica.

Los arrecifes de coral microbiizados presentan abundancias bacterianas relativamente altas y abundancias reducidas de bacteriófagos . Para explicar esta observación, Rohwer y sus colegas (Knowles et al., 2016) propusieron que el ciclo de vida templado era el predominante para los bacteriófagos en presencia de altas poblaciones de hospedadores. Los lisógenos bacterianos resultantes estarían protegidos de otros bacteriófagos mediante la exclusión por superinfección y de protistas mediante la expresión de factores de virulencia.