Микроорганизмы колонизировали почти все уголки мира, включая наши тела, и существует огромное количество микробов, о которых мы ничего не знаем.
Достижения в области генетических и вычислительных технологий позволили сегодня легче, чем когда-либо, брать образцы окружающей среды и анализировать их, чтобы увидеть, какой генетический материал можно в них обнаружить. Таким образом, ученые смогли узнать гораздо больше о различных видах микробов, таких как бактерии, археи и вирусы, с которыми мы живем в одном мире. В то время как ДНК-вирусы, как известно, многочисленны, разнообразны и обычно являются ключевыми игроками экосистем, РНК-вирусы недостаточно изучены за исключением вирусов, вызывающих заболевания.
Как сообщается в журнале Science, недавно исследователи проанализировали образцы океанской воды, изучив ≈28 баз данных последовательностей РНК глобального океана, чтобы расширить каталог РНК-вирусов Земли и их таксономию, изучить их эволюционное происхождение и оценить их морскую биогеографию от полюса до полюса. Было выявлено более 5 500 новых РНК-вирусов, живущих в океанах. В ходе работы были проанализированы эволюционные закономерности в генах, которые несут эти вирусы. Исследование показало, что для классификации всех РНК-вирусов может потребоваться пять новых филумов или более.
Авторы исследования предположили, что многие из новых видов могут входить в новый филум под названием Taraviricota, который ученые назвали в честь консорциума, помогавшего собирать образцы воды, - Tara Oceans Consortium. Биологическое царство Orthornavirae было расширено до пяти филумов, и это исследование добавило сотни новых членов в каждый из них. Оставались еще тысячи вирусов, которые можно было бы поместить в совершенно новые филумы, которые исследователи предложили назвать Arctiviricota, Taraviricota, Pomiviricota, Paraxenoviricota, Wamoviricota.
Хотя в мире существует множество РНК-вирусов, ученые обычно сосредотачиваются на тех немногих, которые представляют опасность для людей, животных и растений, отметил ведущий автор исследования Мэтью Салливан, профессор микробиологии Университета штата Огайо. "Мы хотели систематически изучить их в очень больших масштабах и исследовать среду, которую никто глубоко не изучал, и нам повезло, потому что практически каждый вид был действительно новым".
В этой работе исследователи искали гены, экспрессируемые морскими организмами, и остановились на одном гене под названием RdRp, который несли морские вирусы в течение миллиардов лет, эволюционируя все это время, но при этом данных ген отсутствовал в других типах клеток. С помощью машинного обучения ученые смогли восстановить изменения сиквенсов гена RdRp за миллиарды лет. "Предполагается, что RdRp - один из самых древних генов; он существовал еще до того, как появилась необходимость в ДНК", - говорит Салливан. "Таким образом, мы не только отслеживаем происхождение вирусов, но и происхождение жизни. Наши усилия обеспечивают фундаментальные знания, необходимые для интеграции РНК-вирусов в экологические и эпидемиологические модели".
Океаны полны микроорганизмов, и океаны поглощают много тепла по мере потепления на планете. Исследователи отмечают, что важно понять, как морские микробы будут участвовать в изменении климата. Предыдущая работа этой исследовательской группы позволила предположить, что морские вирусы могут влиять на то, как океан накапливает углерод.
