Ученые обнаружили сотни новых гигантских вирусов в ходе комплексного исследования, охватывающего океаны по всему миру. Группа ученых, стоящая за исследованием, в которую входят морской биолог Бенджамин Минч и вирусолог Мохаммад Монируззаман из Университета Майами, использовала специальное компьютерное программное обеспечение для идентификации геномов микробов в образцах морской воды, включая 230 гигантских вирусов, ранее неизвестных науке. Исследование опубликовано в журнале Nature npj Viruses.
Выявление этих вирусов является важнейшей частью понимания жизни в океане и, в частности, выживания морских организмов, известных как простейшие, включая водоросли, амебы и жгутиконосцы.
«Более глубоко понимая разнообразие и роль гигантских вирусов в океане, а также то, как они взаимодействуют с водорослями и другими океаническими микробами, мы сможем прогнозировать и, возможно, контролировать вредоносное цветение водорослей, которое представляет опасность для здоровья человека как во Флориде, так и во всем мире», — говорит Монируззаман.
Благодаря недавним быстрым достижениям в области баз данных генома, инструментов анализа и компьютерных программ, подобных тем, которые используются здесь, процесс обнаружения гигантских вирусов теперь значительно проще, чем раньше, что дает ученым новое представление о том, как эти вирусы распространяются и ведут себя.
Например, гигантские вирусы часто ответственны за гибель фитопланктона, крошечных фотосинтезирующих организмов, обычно встречающихся в океанах, озерах и реках. Эти организмы имеют решающее значение для морской жизни и пищевых цепей и производят огромное количество кислорода Земли, поэтому знание большего количества вирусов, которые охотятся на них, может помочь в усилиях по защите.
В дополнение к 230 новым гигантским вирусам исследование также выявило 569 новых функциональных белков, включая девять, участвующих в фотосинтезе. Похоже, что в некоторых случаях вирусы способны захватывать функции фотосинтеза своих хозяев, чтобы получить энергию, необходимую им для выживания.
«Мы обнаружили, что гигантские вирусы обладают генами, участвующими в клеточных функциях, таких как метаболизм углерода и фотосинтез, которые традиционно встречаются только в клеточных организмах», — говорит Минч. «Это говорит о том, что гигантские вирусы играют огромную роль в манипулировании метаболизмом хозяина во время инфекции и влиянии на морскую биогеохимию».
Исследователи смогли отнести гигантские вирусы, которые они обнаружили, к двум существующим порядкам вирусов: Imitervirales и Algavirales. Эти группы используют разные стратегии заражения, причем Imitervirales является наиболее сложным в генетическом плане, что указывает на более гибкую «стратегию жизни», которая потенциально позволяет вирусу выживать в более широком спектре хозяев.
Мы знаем, что на самом деле мы лишь поверхностно изучили полную картину жизни, обитающей в океанах: каждая капля морской воды кишит вирусами, и морская жизнь на самом деле помогает нам защититься от многих из них.
И должно быть еще много чего, используя методы, описанные в этом конкретном исследовании. Огромное количество вирусов все еще ждут своего открытия и каталогизации – и помещения в контекст с экосистемами и здоровьем океана.
«Это исследование позволило нам создать основу для усовершенствования существующих инструментов обнаружения новых вирусов, которые могут помочь нам контролировать загрязнение и патогены в наших водных путях», — говорит Минч.
