Учёные проанализировали генетический материал микроорганизмов, обитающих в океане, и нашли тысячи ранее неизвестных РНК-вирусов. Для лучшего понимания: это открытие удвоило количество известных биологических групп вирусов.
Напомним, что РНК-вирусы могут вызывать у людей как безобидные простуды, так и печально известный COVID-19. Они также заражают сельскохозяйственные растения и животных.
Эти вирусы несут генетическую информацию в РНК, а не в ДНК.
РНК-вирусы развиваются гораздо быстрее, чем ДНК-вирусы. Кроме того, в то время как сотни тысяч ДНК-вирусов в их естественных экосистемах учёные уже подвергли систематическому анализу, РНК-вирусы оставались относительно не изучены.
Всё дело в том, что, в отличие от людей и других живых организмов, у вирусов отсутствуют уникальные короткие участки ДНК, которые исследователи называют генетическим штрих-кодом. Без этого "штрих-кода" попытки различить отдельные виды вирусов в дикой природе могут оказаться сложной задачей.
Чтобы обойти это ограничение, исследователи решили идентифицировать ген, кодирующий белок, который позволяет вирусу воспроизводить свой генетический материал. Это общий для всех РНК-вирусов белок, который играет важную роль в их размножении. Однако каждый РНК-вирус имеет небольшие особенности в гене, кодирующем этот белок, что может позволить отличить один тип вируса от другого.
Учёные проверили глобальную базу данных последовательностей РНК планктона, собранных в ходе четырехлетнего глобального исследовательского проекта Tara Oceans.
Планктон – это общее название мелких водных организмов, неспособных из-за своих незначительных размеров плыть против течения. Они являются жизненно важной частью пищевых цепей океана и часто являются носителями РНК-вирусов.
В ходе скрининга учёные идентифицировали более 44 000 генов, которые кодируют нужный вирусный белок. Далее им нужно было построить своего рода фамильное древо вирусов, которые обладали этими генами.
Соответственно, следующая исследовательская задача заключалась в том, чтобы определить эволюционные связи между этими генами. Чем больше были похожи два гена, тем более вероятно, что вирусы-обладатели этих генов были тесно связаны.
Скорее всего, эти последовательности развились очень давно, возможно, даже до появления первой клетки.
Генетические метки, указывающие, где и когда новые вирусы могли отделиться от общего предка, были давным-давно утеряны.
Здесь на помощь учёным пришли методы машинного обучения, которые позволили систематически организовать эти последовательности и находить между ними объективные различия.
В общей сложности авторы новой работы идентифицировали 5 504 новых морских РНК-вируса и удвоили количество известных типов РНК-вирусов: к пяти уже известным добавились пять совершенно новых.
Нанесение находок на карту показало, что два новых типа РНК-вирусов особенно часто встречаются в двух регионах Мирового океана, занимающих большие площади: Taraviricota предпочитает умеренные и тропические воды, а Arctiviricota — Северный Ледовитый океан.
Исследователи полагают, что Taraviricota может быть долгожданным недостающим звеном в эволюции РНК-вирусов. Этот тип соединяет две разные известные ветви РНК-вирусов, которые различаются по способу репликации (воспроизведения себе подобных). Ранее учёные не могли объяснить, что именно привело к появлению этих различий.
Несмотря на впечатляющее число обнаруженных РНК-вирусов, это лишь первый шаг в череде открытий, считают учёные. Исследователям ещё предстоит узнать, какие организмы они заражают.
"Улов" учёных также в настоящее время ограничен в основном фрагментами, то есть неполными геномами РНК-вирусов, отчасти это связано с их генетической сложностью и технологическими ограничениями исследования.
В дальнейшем авторы работы хотели бы выяснить, что это за недостающие гены и как они изменялись с течением времени. Обнаружение этих генов может помочь учёным лучше понять, как функционируют эти вирусы и представляют ли они какую-то угрозу или, наоборот, несут благо для человечества.
Исследование было опубликовано в журнале Science.
Напомним, ранее мы писали о том, что дожди из вирусов идут на Земле каждый день, а ещё мы рассказывали о вирусе-мутанте из глубин океана.
Также мы сообщали о том, что исследователи обнаружили древние вирусы в тысячелетних ледниках Тибета.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим" – Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.
