В снегу и морозе ледникового щита Гренландии были обнаружены таинственные гигантские вирусы. Они делят лед с обилием водорослей, а это означает, что впервые эти вирусы, о которых мы знаем относительно мало, были обнаружены в такой среде обитания. Но это неплохие новости (если только вы не водоросль): считается, что, заражая микроводоросли, гигантские вирусы могут действовать как своего рода секретное оружие, минимизирующее таяние. Исследование опубликовано в журнале Microbiome.
О каком гиганте мы говорим? Вирусы невозможно увидеть невооруженным глазом, но по сравнению с обычными вирусами (размер которых составляет 20–200 нанометров) они сравнительно массивны. Гигантские вирусы могут вырасти до 2,5 микрометров – это 2500 нанометров – что делает их в 125 раз больше, чем обычные вирусы, и больше, чем большинство бактерий. У них также огромные геномы, содержащие около 2,5 миллионов пар оснований.
Ранее гигантские вирусы обнаруживались во всех средах, включая море, почву и даже у людей. Однако это последнее открытие знаменует собой первый случай, когда их обнаружили на поверхности льда и снега, изобилующей микроводорослями.
Здесь, как полагает команда, стоящая за открытием, они могут сыграть важную роль в регулировании цветения водорослей и, следовательно, в защите льда от ускоренного таяния.
Когда весной арктические водоросли процветают, они затемняют большие участки ледникового покрова, ограничивая его способность отражать солнечный свет, что, в свою очередь, усиливает таяние. Это плохая новость для окружающей среды, поэтому недавно обнаруженные гигантские вирусы могли бы стать таким благом для защиты льда, если бы они могли действовать как естественный контроль над водорослями, как подозревают исследователи.
«Мы мало что знаем об этих вирусах, но я думаю, что они могут быть полезны как способ облегчить таяние льда, вызванное цветением водорослей», — заявила первый автор Лаура Перини с факультета экологических наук Орхусского университета. «Насколько они конкретны и насколько это будет эффективно, мы пока не знаем. Но, изучая их дальше, мы надеемся ответить на некоторые из этих вопросов».
Команда собрала образцы из различных снежных и ледяных мест обитания на ледниковом щите Гренландии, включая темный лед, ледяные керны, красный и зеленый снег и тающие дыры (криоконит), прежде чем проанализировать их на наличие ДНК и найти гены-маркеры конкретных гигантских вирусов. Почти во всех образцах они обнаружили последовательности, соответствующие известным гигантским вирусам.
Чтобы убедиться, что они произошли от активных вирусов, а не от давно умерших микробов, исследователи также извлекли из образцов информационную РНК или мРНК – одноцепочечную молекулу, содержащую инструкции ДНК, которые направляют клетки на выработку белка.
«В общей мРНК, секвенированной из образцов, мы обнаружили те же маркеры, что и в общей ДНК, поэтому мы знаем, что они были транскрибированы», — объяснил Перини. «Это означает, что вирусы живут и активны на льду».
Ваши стандартные вирусы не способны транскрибировать двухцепочечную ДНК в одноцепочечную мРНК. Вместо этого в их клетках есть свободно плавающие цепи РНК, которые активируются, когда вирус заражает своего хозяина и использует его механизмы. Но гигантские вирусы — другое дело. Они способны восстанавливать, реплицировать, транскрибировать и транслировать ДНК без помощи хозяина – хотя мы не уверены, почему это так.
Когда дело доходит до гигантских вирусов, существует множество других неизвестных. Что, например, заражают эти загадочные микробы?
«Некоторые из них могут заражать простейших, в то время как другие атакуют снежные водоросли. Мы просто пока не можем быть в этом уверены», — добавил Перини.
Но благодаря дальнейшим исследованиям, как она надеется, мы сможем лучше понять эти патогены и их потенциальную роль в защите льда от таяния, ускоренного водорослями.
