Анализ на генетичния материал в океана идентифицира хиляди неизвестни досега РНК вируси и удвои броя на фила или биологични групи от вируси, за които се смяташе, че съществуват, според ново проучване, публикувано в списание Science.
РНК вирусите са най-известни с болестите, които причиняват при хората, вариращи от обикновена настинка до COVID-19. Те също така заразяват растения и животни, важни за хората.
Тези вируси носят своята генетична информация в РНК, а не в ДНК. РНК вирусите се развиват с много по-бързи темпове от ДНК вирусите. Докато учените са каталогизирали стотици хиляди ДНК вируси в техните естествени екосистеми, РНК вирусите са относително непроучени.
За разлика от хората и други организми, съставени от клетки, обаче, вирусите нямат уникални къси участъци от ДНК, които биха могли да действат като това, което изследователите наричат генетичен баркод. Без този баркод опитът за разграничаване на различни видове вируси в дивата природа може да бъде предизвикателство.
За да заобиколят това ограничение, изследователите решават да идентифицират гена, който кодира конкретен протеин, който позволява на вируса да репликира своя генетичен материал. Това е единственият протеин, който всички РНК вируси споделят, защото играе съществена роля в начина, по който се размножават.
Всеки РНК вирус обаче има малки разлики в гена, който кодира протеина и това може да помогне за разграничаването на един тип вирус от друг.
Изследователите преглеждат глобална база данни от РНК последователности от планктон, събрани по време на четиригодишния глобален изследователски проект на Tara Oceans.
Планктоните са всякакви водни организми, които са твърде малки, за да плуват срещу течението. Те са жизненоважна част от океанските хранителни мрежи и са често срещани гостоприемници за РНК вируси.
Скринингът в крайна сметка идентифицира над 44 000 гена, които кодират вирусния протеин.
Следващото предизвикателство е да се определят еволюционните връзки между тези гени. Колкото по-сходни са двата гена, толкова по-вероятно е вирусите с тези гени да са тясно свързани. Тъй като тези последователности са се развили много отдавна, генетичните указателни знаци, показващи къде новите вируси може да са се отделили от общ прародител, са отдавна изгубени във времето.
Форма на изкуствен интелект позволява на изследователите да организират систематично тези последователности и да открият приликите и разликите по-обективно, отколкото ако задачата се изпълнява ръчно.
Идентифицирани са общо 5504 нови морски РНК вируса и броя на известните РНК вирусни фили се удвоява – от 5 на 10.
Защо това има значение?
Тези нови последователности помагат на учените да разберат по-добре не само еволюционната история на РНК вирусите, но и еволюцията на ранния живот на Земята.
Както показа пандемията от COVID-19, РНК вирусите могат да причинят смъртоносни заболявания. Но РНК вирусите също играят жизненоважна роля в екосистемите, защото могат да заразят широк спектър от организми, включително микроби, които влияят върху околната среда и хранителните мрежи на химическо ниво.
Картографирането къде в света живеят тези РНК вируси може да помогне да се изясни как те влияят на организмите, задвижващи много от екологичните процеси, които управляват нашата планета.
Проучването също така предоставя подобрени инструменти, които могат да помогнат на изследователите да каталогизират нови вируси с нарастването на генетичните бази данни.
Какво все още остава неизвестно?
Въпреки идентифицирането на толкова много нови РНК вируси, остава предизвикателство да се определи какви организми заразяват.
Понастоящем изследователите също са ограничени предимно до фрагменти от непълни геноми на РНК вируса, отчасти поради тяхната генетична сложност и технологични ограничения.
Следващите стъпки биха били да се разбере какви видове гени може да липсват и как са се променили с течение на времето. Разкриването на тези гени може да помогне на учените да разберат по-добре как работят тези вируси.
Източник: The Conversation
