Viral harmony : From conflict to coexistence

Virus spiller en avgjørende rolle i marine økosystemer ved å forme strukturen til mikrobielle samfunn, drive evolusjonære prosesser og påvirke globale biogeokjemiske kretsløp. Denne avhandlingen undersøker den skjøre balansen i virus–vert-sameksistens, med særlig fokus på verter som forekommer i lav tetthet i naturen, ved å bruke haptofyttiske mikroalger og deres gigantvirus som modellorganismer. Forskningen kombinerer en teoretisk tilnærming sammen med eksperimentelle infeksjonsstudier og identifiserer sentrale virus egenskaper og strategier som muliggjør langsiktig sameksistens. Disse strategiene inkluderer utviklingen av kroniske og persistente infeksjonsdynamikker, produksjon av defekte interfererende partikler (DIPs) og virus-medierte ekstracellulære vesikler (EVs) som regulerer infeksjon og forbedrer virus fitness. Avhandlingen diskuterer hvordan gigantvirus utnytter sitt omfattende genetiske verktøy, inkludert auxilliære metabolske gener, for å overvinne begrensninger i vertsspekter og utvide sine økologiske nisjer. Videre understrekes den økologiske betydningen av nedbrytningsraten til virus, og det vises at partikkelfjerning (nedbrytning) og inaktivering (tap av smitteevne uten fjerning) bør betraktes som uavhengige prosesser. Avhandlingen gir nye innsikter i det komplekse samspillet mellom virus og deres verter og bidrar til en dypere forståelse av hvordan virus florerer samtidig som de opprettholder økologisk balanse i marine miljøer.

Viruses play crucial roles in marine ecosystems by shaping the structure of microbial communities, driving evolutionary processes, and influencing global biogeochemical cycles. This thesis examines the delicate balance of virus-host coexistence, particularly in hosts that are commonly found in low abundance in nature, using haptophyte microalgae and their giant viruses as model organisms. The research integrates a theoretical framework with experimental infection studies and identifies key viral traits and strategies that support long-term coexistence. These strategies include the emergence of chronic and persistent infection dynamics, the production of defective interfering particles (DIPs), and viral-mediated extracellular vesicles (EVs) that modulate infection and enhance viral fitness. This thesis discusses how giant viruses leverage their extensive genetic toolkit, including auxiliary metabolic genes, to overcome limitations in their host range and expand their ecological niches. Additionally, it emphasizes the ecological significance of viral decay rates and demonstrate that particle removal (degredation) and inactivation (infectivity loss without removal) should be regarded as independent processes. The thesis provides new insights into the complex interplay between viruses and their hosts, offering a deeper understanding of how viruses thrive while maintaining ecosystem balance in marine environments.

Doktorgradsavhandling