Новости

Открыты новые археи, живущие в отложениях горячих источников.    В горячих гидротермальных источниках Земли обитает ранее неизвестная группа архей. И, в отличие от подобных крошечных одноклеточных организмов, которые живут глубоко в отложениях и питаются разлагающейся растительной массой, эти археи не производят климатически опасный газ метан, сообщают исследователи в Nature Communications.    "Микроорганизмы - самая разнообразная и богатая форма жизни на Земле, но мы знаем лишь 1 % из них", - говорит Валери Де Анда, микробиолог-эколог из Техасского университета в Остине. "Нам хорошо известны микроорганизмы, которые влияют на человека. Но есть множество организмов, которые определяют основные химические циклы на Земле, о которых мы просто не знаем".    Археи - особенно загадочная группа. Только в конце 1970-х годов они были признаны в качестве третьего домена жизни, отличного от бактерий и эукариот.    В течение многих лет считалось, что археи существуют только в самых экстремальных средах на Земле, например, в горячих источниках. Но на самом деле археи распространены повсюду, и эти микробы могут играть большую роль в круговороте углерода и азота на суше, в океанах и атмосфере Земли. Одна группа архей, Thaumarchaeota, является самой многочисленной группой микробов в океане, говорит де Анда. А археи, вырабатывающие метан в желудках коров, заставляют животных отрыгивать большое количество газа в атмосферу.    Недавно Де Анда и ее коллеги выделили совершенно новый филум (тип) архей. Первые свидетельства существования этих новых организмов были обнаружены в отложениях из семи горячих источников в Китае, а также в глубоководных гидротермальных источниках в бассейне Гуаймас в Калифорнийском заливе. В этих отложениях ученые обнаружили кусочки ДНК, которые они тщательно объединили в геномы 15 различных архей.    Затем исследователи сравнили генетическую информацию геномов с информацией тысяч ранее идентифицированных геномов микробов, содержащихся в общедоступных базах данных. И "эти последовательности полностью отличались от всех известных нам", - говорит Де Анда.    Она и ее коллеги дали новой группе название Brockarchaeota, в честь Томаса Брока, микробиолога, который первым начал выращивать археи в лаборатории и скончался в апреле этого года. Открытие Брока проложило путь к развитию ПЦР.    Оказалось, что Brockarchaeota живут по всему миру, но их до сих пор не замечали, не описывали и не называли. Когда Де Анда и ее сотрудники собрали воедино новые геномы, а затем поискали их в общедоступных базах данных, они обнаружили, что кусочки этих ранее неизвестных организмов обнаруживались в горячих источниках, геотермальных и гидротермальных отложениях от Южной Африки до Индонезии и Руанды.    В новых геномах группа также искала гены, связанные с метаболизмом микробов - какие питательные вещества они потребляют и какие отходы производят. Изначально они ожидали, что, как и другие археи, ранее найденные в подобных средах, эти археи будут производителями метана. Они действительно питаются теми же веществами, что и метанопроизводящие археи: одноуглеродными соединениями, такими как метанол или метилсульфид. "Но мы не смогли определить гены, которые производят метан", - говорит Де Анда. "Они не присутствуют в Brockarchaeota". Это означает, что эти археи должны обладать ранее не описанным метаболизмом, благодаря которому они могут перерабатывать углерод - например, в отложениях на морском дне - без выработки метана. И, учитывая их широкое распространение, говорит Де Анда, эти организмы могут играть ранее скрытую, но важную роль в углеродном цикле Земли. Модель биогеохимической роли Brockarchaeota в анаэробном цикле углерода.    "Это интересно вдвойне - это новый филум и новый метаболизм", - говорит Люк Маккей, микробный эколог экстремальных сред из Университета штата Монтана в Бозмане. Тот факт, что вся эта группа могла оставаться без внимания так долго, добавляет он, "является показателем того, на каком этапе развития микробиологии мы находимся".    Но, добавляет Маккей, это открытие также является свидетельством силы метагеномики - метода, с помощью которого исследователи могут кропотливо вычленить отдельные геномы из большого скопления микробов в данном образце воды или отложений. Благодаря этой технике исследователи выявляют все новые и новые фрагменты ранее загадочного микробного мира.   "Там так много всего", - говорит де Анда. И "каждый раз, когда вы определяете ДНК сиквенс, вы начинаете понимать, что там есть еще что-то, что вы не смогли увидеть в первый раз".

Группа известных ученых поддержала спорную гипотезу о том, что генетические частицы пандемического коронавируса могут интегрироваться в наши хромосомы и оставаться там еще долгое время после окончания инфекции.     Если ученые правы - скептики утверждают, что их результаты, скорее всего, являются лабораторными артефактами, - то такие вставки могут объяснить те редкие случаи, когда выздоровевшие от КОВИД-19 спустя несколько месяцев могут быть снова SARS-CoV-2-позитивными.    Биолог по стволовым клеткам Рудольф Яениш и специалист по регуляции генов Ричард Янг из Массачусетского технологического института, возглавлявшие работу, вызвали бурю в Твиттере в декабре 2020 года, когда их коллектив впервые представил эту идею в препринте на сайте bioRxiv. Исследователи подчеркнули, что вирусная интеграция не означает, что люди, выздоровевшие от КОВИД-19, остаются контагиозными. Но критики обвинили их в создании необоснованных опасений, что вакцины против КОВИД-19, основанные на мессенджерной РНК (мРНК), могут каким-то образом изменять ДНК человека.    Критики также представили ряд замечаний, некоторые из которых группа рассматривает в статье, опубликованной недавно онлайн в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). "Теперь у нас есть однозначные доказательства того, что последовательности коронавируса могут интегрироваться в геном", - говорит Яениш.    SARS-CoV-2 имеет гены, состоящие из РНК, и авторы утверждают, что в редких случаях фермент в клетках человека может копировать вирусные сиквенсы в ДНК и вставлять их в наши хромосомы. Этот фермент, обратная транскриптаза, кодируется элементами LINE-1, которые занимают 17% человеческого генома и представляют собой артефакты древних инфекций, вызванных ретровирусами. В своем оригинальном препринте исследователи представили доказательства того, что при инфицировании коронавирусом человеческих клеток, содержащих дополнительные элементы LINE-1, ДНК-версии сиквенсов SARS-CoV-2 встраиваются в клеточные хромосомы.    Многие исследователи, специализирующиеся на элементах LINE-1 и других "ретротранспозонах", посчитали, что данные слишком скудны, чтобы поддержать это утверждение. "Если бы у меня были такие данные, я бы не подал ни одной публикации", - говорит Седрик Фешотте из Корнельского университета, изучающий эндогенные ретровирусные фрагменты в геноме человека. Он и другие ученые также отметили, что ожидали более высокого качества работы от ученых калибра Яениша и Янга.    В двух последующих исследованиях, оба из которых были опубликованы на сайте bioRxiv, критики представили доказательства того, что предполагаемые химеры следов человеческой и вирусной ДНК регулярно создаются с помощью той самой техники, которую группа использовала для их поиска в хромосомах. Как говорится в одном из отчетов, человеко-вирусные сиквенсы "скорее всего, являются продуктом методики, [sic] чем результатом настоящей обратной транскрипции, интеграции и экспрессии".    В своей новой работе Яениш, Янг и их коллеги признают, что использованная ими техника случайно приводит к созданию химер человек-вирус. "Я думаю, что это обоснованное замечание", - говорит Яениш. Он добавляет, что когда они впервые подавали статью в журнал, они знали, что она нуждается в более убедительных данных, которые они надеялись добавить в процессе рецензирования. Но этот журнал, как и многие другие, требует от авторов немедленного размещения всех результатов, касающихся КОВИД-19, на сервере препринтов.  Вероятно, мне следовало сказать: "Пошли вы на..., я не буду размещать это на bioRxiv. Это был просчет", - говорит Яениш.    В новой статье PNAS исследователи приводят доказательства того, что артефакты сами по себе не могут объяснить обнаруженные уровни химерной ДНК вирус-человек. Ученые также показали, что части элементов LINE-1 фланкируют интегрированную вирусную генетическую последовательность, что еще больше подтверждает их гипотезу. Они сотрудничали с одним из первоначальных скептиков, Стивеном Хьюзом из Национального института рака, который предложил эксперимент, чтобы выяснить, была ли интеграция реальной или ложной, основываясь на ориентации интегрированных вирусных сиквенсов относительно человеческих. Результаты подтверждают первоначальную гипотезу, говорит Хьюз, также соавтор новой статьи. "Этот анализ оказался важным", - говорит он.    "Данные по интеграции в культуре клеток гораздо более убедительны, чем те, что были представлены в препринте, но они все еще не совсем чисты", - говорит Фешотте, который теперь называет гипотезу Яениша и Янга "правдоподобной". (SARS-CoV-2, отмечает он, также может сохраняться в организме человека в течение нескольких месяцев без интеграции своих генов).    Настоящий вопрос заключается в том, имеют ли данные, полученные на клеточных культурах, какое-либо отношение к здоровью человека или диагностике. "В отсутствие доказательств интеграции у пациентов, самое большее, что я могу вынести из этих данных, это то, что можно обнаружить события ретропозиции РНК SARS-CoV-2 в инфицированных клеточных линиях, где L1 сверхэкспрессирован", - говорит Фешотте.  "Клиническое или биологическое значение этих наблюдений, если таковое имеется, на данный момент является предметом умозрительного предположения".    Группа Яениша и Янга действительно сообщает о возможности интеграцию SARS-CoV-2 по результатам исследования тканей живых и аутопсийных пациентов с КОВИД-19. В частности, исследователи обнаружили высокий уровень разновидности РНК, которая производится только интегрированной вирусной ДНК, когда клетка считывает ее последовательность для создания белков. Но, признает Янг, "у нас пока нет прямых доказательств этого".    Хармит Малик, специалист по древним вирусам в геноме человека в Центре исследования рака имени Фреда Хатчинсона, говорит, что это "законный вопрос", почему люди, которые должны были очиститься от вируса, иногда имеют положительные тесты ПЦР. Но он также не убежден в том, что объяснением является интегрированный вирус. "При нормальных обстоятельствах в человеческих клетках очень мало механизмов обратной транскрипции", - говорит Малик.    С декабря полемика стала более цивилизованной. И Янг, и Яениш говорят, что они получили более резкую критику за препринт, чем за любое другое исследование в их карьере, отчасти потому, что некоторые исследователи опасались, что он сыграл на руку скептикам, распространяющим ложные утверждения о недавно разрешенных мРНК-вакцинах. "Если когда-либо и существовал препринт, который следовало бы удалить, так это этот! Было безответственно даже размещать его в качестве препринта, учитывая полное отсутствие соответствующих доказательств. Теперь это используется некоторыми для распространения сомнений относительно новых вакцин", - написала в то время в комментарии на сайте bioRxiv Мари-Луиза Хаммаршельд, микробиолог из Университета Вирджинии.    А как сейчас обстоят дела с публикацией оригинальной статьей в журнале? "Они ее отклонили", - говорит Яениш.